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Simulación en 3D de flujos de escombros con el método euleriano-lagrangeano acoplado y una investigación del desplazamiento

Autores: Xu, Haoding; He, Xuzhen; Shan, Feng; Niu, Gang; Sheng, Daichao

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación en 3D de flujos de escombros con el método euleriano-lagrangeano acoplado y una investigación del desplazamiento


Categoría

Matemáticas

Subcategoría

Matemáticas generales

Palabras clave

Distancias de agotamiento
Deslizamientos de tierra
Flujos de detritos
Simulaciones numéricas
Propiedades de los materiales
Relaciones de escala

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 29

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
En la gestión del riesgo de deslizamientos de tierra, es importante estimar la distancia de avance de los deslizamientos (o flujos de escombros) para poder estimar las consecuencias. Este estudio presenta una innovadora serie de ecuaciones adimensionales que estiman de manera efectiva las distancias de avance, respaldadas tanto por datos experimentales como por simulaciones numéricas. Empleamos el método Euleriano-Lagrangiano acoplado (CEL) para hacer frente a los desafíos presentados en deformaciones grandes durante los deslizamientos. El suelo se modela utilizando el modelo de Mohr-Coulomb, y se estudia la falla de taludes de suelo sin cohesión (por ejemplo, taludes de arena). Los resultados de la simulación se utilizan para estudiar las características de los flujos y las distancias de avance. Sugerimos una distancia de avance normalizada e introducimos nuevas relaciones de escala para ella bajo diferentes condiciones como diferentes ángulos de plano y propiedades de los materiales. Los flujos granulares bajo diferentes escalas pueden compararse directamente con esta nueva ley de escala. Las nuevas relaciones son validadas tanto por datos experimentales como por datos numéricos. Nuestro análisis revela que la distancia de avance normalizada en flujos de escombros depende de la geometría inicial, el ángulo de plano y las propiedades de los materiales. Un aumento en el volumen de escombros y el ángulo de plano puede contribuir a un aumento en la distancia de avance normalizada, mientras que un aumento en los ángulos de fricción provoca una disminución. En el caso de los deslizamientos, la distancia de avance normalizada depende de las propiedades de los materiales y el ángulo del talud. Un aumento en el ángulo del talud conduce a un aumento correspondiente en la distancia de avance normalizada.

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