Phân tích ảnh hưởng của lực liên kết trong khối vật liệu sạt trượt bằng phương pháp phần tử rời rạc

Từ khóa:

Phương pháp phần tử rời rạc
lực liên kết
số Bond
khối vật liệu sạt trượt

https://doi.org/10.59382/j-ibst.2025.vi.vol4-7

Tóm tắt:

Lực liên kết giữa các phần tử trong khối vật liệu đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá ổn định và mất ổn định của nó trong tự nhiên. Nghiên cứu này thực hiện khảo sát tác động của lực liên kết giữa các phần tử đa giác trong khối vật liệu thông qua chỉ số Bo đến quá trình sạt trượt trên mặt phẳng nằm ngang bằng phương pháp phần tử rời rạc. Kết quả cho thấy khi Bond (Bo) lớn hơn 65 thì lực liên kết đủ lớn đảm bảo cho khối ổn định, ngược lại khối bị mất ổn định khi Bo nhỏ hơn. Khi Bo tăng từ 0 đến 25 thì thấy rõ chiều dài lớn nhất khối sạt giảm lớn, biến thiên thế năng, động năng lớn, trong khi Bo tăng từ 25 đến 55 thì ít thấy sự khác biệt. Khi hình dạng của vật liệu kèm theo lực liên kết đủ lớn đảm bảo cho khối vật liệu ổn định và ngược lại. Kết quả nghiên cứu này cung cấp những hiểu biết sâu thêm trong việc đánh giá sự ổn định và mất ổn định của khối vật liệu trong tự nhiên.

Nội dung:

Tài liệu tham khảo:

 [1]  Huang J, Li X, Zhang L, Li Y, Wang P (2020). Risk perception and management of debris flow hazards in the upper salween valley region: Implications for disaster risk reduction in marginalized mountain communities. International Journal of Disaster Risk Reduction;51.https://doi.org/10.1016/j.ijdrr.2020.101856.

[2]   Thouret JC, Antoine S, Magill C, Ollier C (2020). Lahars and debris flows: Characteristics and impacts. Earth Sci Rev;201. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2019.103003.

[3]   Cabral V, Reis F, Veloso V, Correa C, Kuhn C, Zarfl C (2023). The consequences of debris flows in Brazil: a historical analysis based on recorded events in the last 100 years. Landslides; 20:511–29. https://doi.org/10.1007/s10346-022-01984-7.

[4]   Hungr O, Leroueil S, Picarelli L (2014). The Varnes classification of landslide types, an update. Landslides;11:167–94. https://doi.org/10.1007/s10346-013-0436-y.

[5]   Lube G, Huppert HE, Sparks RSJ, Freundt A (2005). Collapses of two-dimensional granular columns. Phys Rev E Stat Nonlin Soft Matter Phys;72. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.72.041301.

[6]   Lajeunesse E, Monnier JB, Homsy GM (2005). Granular slumping on a horizontal surface. Physics of Fluids;17. https://doi.org/10.1063/1.2087687.

[7]   Zenit R (2005). Computer simulations of the collapse of a granular column. Physics of Fluids;17. https://doi.org/10.1063/1.1862240.

[8]   Staron L, Hinch EJ (2005). Study of the collapse of granular columns using two-dimensional discrete-grain simulation. J Fluid Mech; 545:1–27. https://doi.org/10.1017/S0022112005006415.

[9]   Nguyen TH, Vo TT (2025). Unified power-law scaling behavior of collapse mobility and deposition morphology of granular columns composed of frictional-pentagonal grains. Granul Matter;27. https://doi.org/10.1007/s10035-025-01586-9

[10] Girolami L, Hergault V, Vinay G, Wachs A (2012). A three-dimensional discrete-grain model for the simulation of dam-break rectangular collapses: Comparison between numerical results and experiments. Granul Matter;14:381–92. https://doi.org/10.1007/s10035-012-0342-3.

[11] Man T, Huppert HE, Li L, Galindo-Torres SA (2021). Deposition morphology of granular column collapses. Granul Matter;23. https://doi.org/10.1007/s10035-021-01112-7.

[12] Gong J, Cheng L, Liu M, Jiang J, Ou X (2024). The effect of particle shape on the collapse characteristics of granular columns via the DEM. Advanced Powder Technology;35.https://doi.org/10.1016/j.apt.2023.104283.

[13] Vo TT, Nguyen TH (2025). Combined Effect of Particle Shape and Interparticle Friction on the Collapse Mobility and Deposition Morphology of a Granular Column. Int J Numer Anal Methods Geomech. https://doi.org/10.1002/nag.70174.

[14] Nguyen T-H, Ngo T-V, Vo T-T (2025). Combined Inter-Particle and Wall-Particle Friction Coefficient Effects on Collapse Mobility and Deposition Morphology of a Granular Column Composed of Pentagonal Grains. Mechanics of Solids. https://doi.org/10.1134/S0025654425600618.

[15] Hoang UT, Nguyen NHT (2023). Particle shape effects on granular column collapse using superquadric DEM. Powder Technol;424. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2023.118559.

[16] Jiang H, Nie J, Debanath OC, Li Y (2024). Dynamic column collapse of dry granular materials with multi-scale shape characteristics. Comput Geotech 2025;177. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2024.106873.

[17] Zhang Q, Huang B lin, Zhao H lin, Chen X ting, Luo C lin (2020). Channelized and unchannelized collapses of granular columns on a horizontal surface. J Mt Sci 2020;17:2982–96. https://doi.org/10.1007/s11629-020-6021-7.

[18] Abramian A, Staron L, Lagrée P-Y, Abramian A, Staron L (2020). The slumping of a cohesive granular column: Continuum and discrete modeling. J Rheol (N Y N Y) n.d.. https://doi.org/10.1122/8.0000049ï.

[19] Zhu R, He Z, Zhao K, Vowinckel B, Meiburg E (2022). Grain-resolving simulations of submerged cohesive granular collapse. J Fluid Mech;942. https://doi.org/10.1017/jfm.2022.404.

[20] Vo TT, Nguyen TK (2024). Collapse dynamics and deposition morphology of low-viscocohesive granular columns on a rough horizontal surface. Phys Rev E;109. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.109.014904.

[21] Sharma RS, Sarlin W, Xing L, Morize C, Gondret P, Sauret A (2024). The effects of interparticle cohesion on the collapse of granular columns. https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.9.07430.

[22] Gans A, Abramian A, Lagrée PY, Gong M, Sauret A, Pouliquen O, et al (2023). Collapse of a cohesive granular column. J Fluid Mech;959. https://doi.org/10.1017/jfm.2023.180.

[23] Nezamabadi S, Nguyen TH, Delenne JY, Radjai F (2017). Modeling soft granular materials. Granul Matter;19:1–12. https://doi.org/10.1007/s10035-016-0689-y.

[24] Nguyễn TH, Ngô TV (2024). Nghiên cứu hình thái biến dạng và tương tác giữa các hạt vật liệu của khối đá đắp đập. Tạp chí Khoa học công nghê xây dựng;3:56–63.https://doi.org/10.59382/j-ibst.2024.vi.vol3-8.