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

Abstract

Tóm tắtPhương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) và phương pháp phần tử rời rạc (PTRR) là hai phương pháp được sử dụng rất phổ biến trong mô phỏng bài toán địa cơ học. Mỗi phương pháp dựa trên các giả thuyết khác nhau và cũng phù hợp với các trường hợp khác nhau. Nếu như phương pháp PTHH phù hợp với các bài toán ở tỷ lệ vừa và lớn thì phương pháp PTRR cho phép mô tả đến tỷ lệ vi mô, tương tác giữa các phần tử cấu thành vật liệu. Nhằm kết hợp và phát triển một phương pháp mô phỏng đa tỷ lệ kết hợp ưu điểm của hai phương pháp nói trên, nhiều nghiên cứu đã được thực hiện trong thời gian vừa qua. Bài báo này trình bày một nghiên cứu đề xuất việc kết hợp giữa hai phương pháp thống nhất trong một mô phỏng đa tỷ lệ. Phương pháp kết hợp cho phép mô phỏng các bài toán ở tỷ lệ vĩ mô, thông qua việc kể đến các đặc trưng tự nhiên của vật liệu thông qua tương tác ở tỷ lệ vi mô. Sau đó, một ví dụ minh họa khả năng của phương pháp đã được thực hiện. Vật liệu mô phỏng được 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. AbstractFinite 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.

Nghiên cứu xây dựng mẫu và kiểm soát chất lượng mẫu trong quá trình nén đẳng hướng bằng phương pháp phần tử rời rạc

“…Việc sử dụng vật liệu rời rạc liên quan đến nhiều ngành, lĩnh vực khác nhau. Chính vì vậy nghiên cứu ứng xử của vật liệu rời rạc là một hướng nghiên cứu thu hút rất nhiều sự quan tâm của các nhà nghiên cứu trong nước và trên thế giới [1][2][3][4][5][6][7][8]. Mục đích của các nghiên cứu này chủ yếu nhằm làm sáng tỏ khả năng chịu lực, cơ chế phá hoại và các yếu tố chi phối đến ứng xử của dạng vật liệu này.…”

Numerical investigation on the tunneling and mining induced geo-hazards: Case study in Quang Ninh, Vietnam

“…Understanding the behaviour of rock masses has always been difficult for mining and underground engineers because of the presence of discontinuities, anisotropic and heterogeneity. Empirical, analytical and numerical methods have been widely used for modeling the behavior of rock mass [8][9][10].…”