Mechanické chování erodovaných půd: numerická studie založená na DEM

Nasávání může vyvolat ztrátu jemných částic v zrnitých půdách a následně změnu jejich mechanického chování. Tato práce si klade za cíl studovat důsledky této ztráty jemných částic na mechanické vlastnosti půd v makroskopickém a mikroskopickém měřítku pomocí metody diskrétních prvků (MED). Granulární vzorky složené ze sférických částic, jejichž velikost sleduje lacunární distribuci velikosti částic, jsou modelovány pomocí MED.

Mechanické chování erodovaných půd: numerická studie založená na DEM
Mechanické chování erodovaných půd: numerická studie založená na DEM

Kvůli vysokým výpočetním nákladům není modelován tok tekutiny prostorem pórů mezi pevnými částicemi. Místo toho navrhujeme znázornění vnitřního stavu půdy po zatopení podle tří úrovní rostoucí složitosti. Pro úroveň 1, vzorky považované za erodované se generují při dané hustotě a s procentem jemných částic menším než u původního vzorku. Úroveň 2 spočívá v odstranění frakce jemných částic z původního vzorku v daném napjatém stavu. Za tímto účelem navrhujeme metodu umožňující identifikovat volnou frakci složenou z částic, které se významně nepodílejí na podpoře napětí. Úroveň 3 si klade za cíl vzít v úvahu transport a blokování jemných částic zúžením v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou. Podstatný bod na této úrovni spočívá v popisu sítě pórů. Tato studie ukázala, že jemné částice mohou mít zanedbatelný účinek, pozitivní nebo negativní na mechanickou odolnost v závislosti na procentu pokut. Těžba jemných částic vede ke snížení mechanické odolnosti erodovaných půd. Ukázali jsme, že snížení mechanické pevnosti je větší, pokud jsou jemné částice odstraněny náhodně, než když jsou odstraněny pouze jemné částice ze sypké frakce.

transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou
transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou

Pro popis pórových sítí byla navržena nová metoda přidružení sousedních čtyřstěnů, které jsou výsledkem Delaunayovy triangulace. Tato síť pórů bude začleněna do modelu, který zohlední transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou. Ukázali jsme, že snížení mechanické pevnosti je větší, pokud jsou jemné částice odstraněny náhodně, než když jsou odstraněny pouze jemné částice ze sypké frakce. Pro popis pórových sítí byla navržena nová metoda přidružení sousedních čtyřstěnů, které jsou výsledkem Delaunayovy triangulace.

snížení mechanické pevnosti
snížení mechanické pevnosti

Tato síť pórů bude začleněna do modelu, který zohlední transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou. Ukázali jsme, že snížení mechanické pevnosti je větší, pokud jsou jemné částice odstraněny náhodně, než když jsou odstraněny pouze jemné částice ze sypké frakce. Pro popis pórových sítí byla navržena nová metoda přidružení sousedních čtyřstěnů, které jsou výsledkem Delaunayovy triangulace. Tato síť pórů bude začleněna do modelu, který zohlední transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou. byla navržena nová metoda pro přidružení sousedních čtyřstěnů, které jsou výsledkem Delaunayovy triangulace. Tato síť pórů bude začleněna do modelu, který zohlední transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou. byla navržena nová metoda pro přidružení sousedních čtyřstěnů, které jsou výsledkem Delaunayovy triangulace. Tato síť pórů bude začleněna do modelu, který zohlední transport a blokování jemných částic v prostoru pórů tvořeném pevnou kostrou.