Mô hình hóa đa tỷ lệ bài toán địa cơ học sử dụng phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn và phần tử rời rạc

Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Chỉ số đề mục

Lĩnh vực nghiên cứu

Kỹ thuật địa chất công trình

Dạng tài liệu

Tác giả

Nguyễn Trung Kiên; Nguyễn Trung Kiên⁽¹⁾; Nguyễn Trung Kiên⁽²⁾;

Nhan đề

Mô hình hóa đa tỷ lệ bài toán địa cơ học sử dụng phương pháp kết hợp phần tử hữu hạn và phần tử rời rạc

Nhan đề tiếng anh

Multi-scale modeling of geomechanics problems using coupled finite-discrete Element method

Nhan đề dịch tiếng Anh

Multi-scale modeling of geomechanics problems using coupled finite-discrete Element method

Nguồn trích

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng

Năm xuất bản

2020

Số

Trang

93-103

ISSN

2615-9058

Từ khóa

Kết hợp PTHH/PTRR; Địa cơ học; Đa tỷ lệ; Mô hình hóa; Đá sét

Từ khóa tiếng anh

FEM/DEM coupling; Geomechanics; Multi-scale; Modeling; Claystone

Tóm tắt

Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) và phương pháp phần tử rời rạc (PTRR) là hai phương pháp được sửdụng rất phổ biến trong mô phỏng bài toán địa cơ học. Mỗi phương pháp dựa trên các giả thuyết khác nhauvà cũng phù hợp với các trường hợp khác nhau. Nếu như phương pháp PTHH phù hợp với các bài toán ở tỷ lệvừa và lớn thì phương pháp PTRR cho phép mô tả đến tỷ lệ vi mô, tương tác giữa các phần tử cấu thành vậtliệu. Nhằm kết hợp và phát triển một phương pháp mô phỏng đa tỷ lệ kết hợp ưu điểm của hai phương pháp nóitrên, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong thời gian vừa qua. Bài báo này trình bày một nghiên cứu đề xuấtviệc kết hợp giữa hai phương pháp thống nhất trong một mô phỏng đa tỷ lệ. Phương pháp kết hợp cho phép môphỏng các bài toán ở tỷ lệ vĩ mô, thông qua việc kể đến các đặc trưng tự nhiên của vật liệu thông qua tương tácở tỷ lệ vi mô. Sau đó, một ví dụ minh họa khả năng của phương pháp đã được thực hiện. Vật liệu mô phỏngđược hiệu chỉnh dựa trên mẫu đá sét Callovo Oxfordian. Kết quả thu được phù hợp với kết quả thực nghiệm.Đặc biệt, hiện tượng tập trung biến dạng trong một vùng hẹp, cục bộ, hình thành cụm trượt đã được ghi nhận.Thông qua đó, các tính chất ở cấp vi mô cùng đã được phân tích nhờ vào phương pháp mô phỏng này.

Tóm tắt tiếng anh

Finite Element Method (FEM) and Discrete Element Method (DEM) are two commonly numerical methods, widely used in geomechanics modeling. Each method bases on differents assumptions and suitable for different kinds of problems. If the FEM is suitable for engineering scale, the DEM is a perfect choice for analyzing the problem by taking into account the interaction between particles. In order to combine the advantages of two above mentioned methods, various researches have been conducted in last few years. In this context, the paper presents a study in which propose a multi-scale way to couple between FEM and DEM. This coupling method allows modeling the engineering problem and taking into account the nature of geomaterials such as discrete, anisotropic... A typical example of biaxial type is then modeled by FEM/DEM simulation. The material is calibrated with claystone Callovo-Oxfordian. The results show good consistency between numerical and experimental experiences. Especially, strain localization is observed at macro-scale. Mirco-featured of RVE related to strain localization is discussed and analyzed.

Kí hiệu kho

TTKHCNQG, CVv 346

Xem toàn văn