شبیه سازی رفتار ماسه اشباع با ترکیب روش اجزاء منفصل و هیدرودینامیک ذرات هموار

روش اجزاء منفصل (DEM) از روش های عددی معتبر برای تحلیل موضوعات ژیوتکنیکی، به خصوص رفتار مصالح دانه ای است. هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH) نیز یکی از روش های نوین برای مدل سازی رفتار سیالات است. هر دو روش DEM و SPH دارای مزیت عدم نیاز به شبکه بندی هستند. هنگامی که برای تحلیل یک پدیده ژیوتکنیکی مانند روانگرایی ماسه، بررسی رفتار مصالح دانه ای اشباع مدنظرباشد، استفاده از مکانیک سیالات و ترکیب آن با مکانیک ذرات اجتناب ناپذیرخواهدبود. روش ترکیبی DEM-SPH به عنوان یک روش لاگرانژی - لاگرانژی، بهترین ترکیب برای مدل سازی محیط های چندفازی است. زیرا می تواند به طور کامل نیاز به شبکه بندی حجمی را برطرف کند. عدم نیاز به شبکه بندی در مسایلی که دارای هندسه پیچیده، تغییرشکل های بزرگ یا سطح آزاد جریان هستند، مزیت بزرگی محسوب می شود. با این وجود، تاکنون مدل ترکیبی رضایت بخشی بر پایه استفاده همزمان از DEM و SPH برای تحلیل رفتار زهکشی نشده مصالح دانه ای اشباع ارایه نشده است. در این مقاله با استفاده از روش اجزاء منفصل و ترکیب آن با هیدرودینامیک ذرات هموار، رفتار زهکشی نشده ماسه اشباع شبیه سازی شده است. مدل عددی با استفاده از نتایج آزمایش های سه محوری زهکشی شده و زهکشی نشده بر روی نمونه ماسه گردگوشه صحت سنجی شده است. جریان سیال و برهم کنش های سیال - ذره در مدل منظورشده است. برای اعمال شرایط مرزی ذرات جامد، از یک غشاء انعطاف پذیر استفاده شده و شرایط مرزی سیال نیز با استفاده از ذرات فرضی سیال متصل به غشاء پیرامونی ، پیاده سازی شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان داد که مدل ترکیبی DEM-SPH به خوبی قادر به پیش بینی پاسخ زهکشی نشده مصالح دانه ای اشباع و متغیرهای محلی مانند توزیع فشار سیال است.