Tỷ lệ cột vật liệu đa diện ảnh hưởng đến động lực học dòng chảy và thông lượng động năng trong hiện tượng sạt trượt
Tóm tắt: 0
| 
PDF: 1 
##plugins.themes.academic_pro.article.main##
Author
Từ khóa:
Phương pháp phần tử rời rạc
phần tử đa diện
khối vật liệu sạt trượt
thông lượng động năng
Tóm tắt
Nghiên cứu này khảo sát động lực học và khả năng phá hoại tiềm năng trong bài toán sụp đổ khối vật liệu trên mặt phẳng nằm ngang bằng phương pháp phần tử rời rạc. Khối vật liệu được mô hình hóa bằng các phần tử đa diện superquadric có tỉ lệ hình học ban đầu . Kết quả cho thấy, khi tăng, phạm vi lan truyền tăng đáng kể, trong khi chiều cao khối sạt cuối cùng giảm. Sự chuyển hóa thế năng thành động năng trở nên mạnh mẽ hơn đối với các cột có tỉ lệ lớn, dẫn đến giá trị động năng cực đại cao hơn và tác động lan xa hơn. Tốc độ truyền năng lượng qua các mặt cắt thể hiện ba giai đoạn đặc trưng gồm tăng nhanh, đạt cực đại và suy giảm theo thời gian, đồng thời giảm dần theo khoảng cách từ vùng sụp đổ ban đầu. Những kết quả này là tài liệu tham khảo để đánh giá khả năng phá hoại của dòng vật liệu hạt và hỗ trợ thiết kế các công trình phòng chống sạt trượt.
Tài liệu tham khảo
-
[1] R. M. Iverson, “The physics of debris flows,” Reviews of Geophysics, vol. 35, no. 3, pp. 245–296, 1997, doi: 10.1029/97RG00426.
[2] O. Hungr, S. Leroueil, and L. Picarelli, “The Varnes classification of landslide types, an update,” Springer Verlag, vol. 11, pp. 167-194, 2014, doi: 10.1007/s10346-013-0436-y.
[3] V. Cabral, F. Reis, V. Veloso, C. Correa, C. Kuhn, and C. Zarfl, “The consequences of debris flows in Brazil: a historical analysis based on recorded events in the last 100 years,” Landslides, vol. 20, no. 3, pp. 511–529, Mar. 2023, doi: 10.1007/s10346-022-01984-7.
[4] J. C. Thouret, S. Antoine, C. Magill, and C. Ollier, “Lahars and debris flows: Characteristics and impacts,” Earth Science Reviews, vol. 201, Feb. 2020, doi: 10.1016/j.earscirev.2019.103003.
[5] J. Huang, X. Li, L. Zhang, Y. Li, and P. Wang, “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, vol. 51, Dec. 2020, doi: 10.1016/j.ijdrr.2020.101856.
[6] E. Lajeunesse, J. B. Monnier, and G. M. Homsy, “Granular slumping on a horizontal surface,” Physics of Fluids, vol. 17, no. 10, 2005, doi: 10.1063/1.2087687.
[7] G. Lube, H. E. Huppert, R. S. J. Sparks, and A. Freundt, “Collapses of two-dimensional granular columns,” Physical Review E: Statistical, Nonlinear, and Soft Matter Physics, vol. 72, no. 4, Oct. 2005, doi: 10.1103/PhysRevE.72.041301.
[8] G. B. Crosta, S. Imposimato, and D. Roddeman, “Numerical modeling of 2-D granular step collapse on erodible and nonerodible surface,” Journal of Geophysical Research: Solid Earth, vol. 114, no. 3, Mar. 2009, doi: 10.1029/2008JF001186.
[9] R. M. Iverson, “Scaling and design of landslide and debris-flow experiments,” Geomorphology, vol. 244, pp. 9–20, Sep. 2015, doi: 10.1016/j.geomorph.2015.02.033.
[10] S. Utili, T. Zhao, and G. T. Houlsby, “3D DEM investigation of granular column collapse: Evaluation of debris motion and its destructive power,” Engineering Geology, vol. 186, pp. 3–16, Feb. 2015, doi: 10.1016/j.enggeo.2014.08.018.
[11] Y. J. Jiang et al., “Experimental validation of a new semi-empirical impact force model of the dry granular flow impact against a rigid barrier,” Landslides, vol. 18, no. 4, pp. 1387–1402, Apr. 2021, doi: 10.1007/s10346-020-01555-8.
[12] T. Man, Z. Zhang, H. E. Huppert, and S. A. Galindo-Torres, “Axisymmetric column collapses of bi-frictional granular mixtures,” Journal of Fluid Mechanics, vol. 963, May 2023, doi: 10.1017/jfm.2023.217.
[13] N. J. Balmforth and R. R. Kerswell, “Granular collapse in two dimensions,” Journal of Fluid Mechanics, vol. 538, pp. 399–428, Sep. 2005, doi: 10.1017/S0022112005005537.
[14] L. Staron and E. J. Hinch, “Study of the collapse of granular columns using two-dimensional discrete-grain simulation,” Journal of Fluid Mechanics, vol. 545, pp. 1–27, Dec. 2005, doi: 10.1017/S0022112005006415.
[15] Z. Lai, D. Chen, E. Jiang, L. Zhao, L. E. Vallejo, and W. Zhou, “Effect of fractal particle size distribution on the mobility of dry granular flows,” AIP Advances, vol. 11, no. 9, p. 1ENG, Sep. 2021, doi: 10.1063/5.0065051.
[16] J. Gong, L. Cheng, M. Liu, J. Jiang, and X. Ou, “The effect of particle shape on the collapse characteristics of granular columns via the DEM,” Advanced Powder Technology, vol. 35, no. 1, Jan. 2024, doi: 10.1016/j.apt.2023.104283.
[17] T. T. Vo and T. H. Nguyen, “Combined Effect of Particle Shape and Interparticle Friction on the Collapse Mobility and Deposition Morphology of a Granular Column,” International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol. 50, no. 3, pp. 1412–1429, Feb. 2025, doi: 10.1002/nag.70174.
[18] T. T. Vo, D. M. Tran, C. T. Nguyen, and T. K. Nguyen, “Discrete element investigation of the mobility of granular mass flows,” Solid State Communications, vol. 369, Sep. 2023, doi: 10.1016/j.ssc.2023.115190.
[19] T. T. Vo, N. H. T. Nguyen, T. K. Nguyen, and T. H. Nguyen, “Granular Columns of Binary-Size Mixtures Collapse on a Horizontal Plane,” International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, vol. 49, no. 5, pp. 1563–1574, Apr. 2025, doi: 10.1002/nag.3948.
[20] T.-T. Vo, “Application of the Advanced Discrete Element Method for the Simulation of Unsaturated Granular Materials,” The University of Danang - Journal of Science and Technology, vol. 19, no. 5.2, pp. 21-24, May 2021, https://jst-ud.vn/jst-ud/article/view/7507.
[21] T. H. Nguyen and T. T. Vo, “Unified power-law scaling behavior of collapse mobility and deposition morphology of granular columns composed of frictional-pentagonal grains,” Granular Matter, vol. 27, no. 4, Nov. 2025, doi: 10.1007/s10035-025-01586-9.
[22] T. Man, H. E. Huppert, L. Li, and S. A. Galindo-Torres, “Finite-Size Analysis of the Collapse of Dry Granular Columns,” Geophysical Research Letters, vol. 48, no. 24, Dec. 2021, doi: 10.1029/2021GL096054.
[23] P. A. Cundall and O. D. L. Strack, “A discrete numerical model for granular assemblies,” Géotechnique, vol. 29, no. 1, pp. 47–65, 1979.
[24] R. Zhang, D. Su, G. Lei, and X. Chen, “Three-dimensional granular column collapse: Impact of column thickness,” Powder Technology, vol. 389, pp. 328–338, Sep. 2021, doi: 10.1016/j.powtec.2021.05.043.
[25] H. Chen, S. Zhao, and X. Zhou, “DEM investigation of angle of repose for super-ellipsoidal particles,” Particuology, vol. 50, pp. 53–66, Jun. 2020, doi: 10.1016/j.partic.2019.05.005.
[26] U. T. Hoang and N. H. T. Nguyen, “Particle shape effects on granular column collapse using superquadric DEM,” Powder Technology, vol. 424, Jun. 2023, doi: 10.1016/j.powtec.2023.118559.
[27] H. Jiang, J. Nie, O. C. Debanath, and Y. Li, “Dynamic column collapse of dry granular materials with multi-scale shape characteristics,” Computers and Geotechnics, vol. 177, Jan. 2025, doi: 10.1016/j.compgeo.2024.106873.
Xem thêm
##plugins.themes.academic_pro.article.sidebar##
Đã Xuất bản
May 31, 2026
Download
Cách trích dẫn
Nguyen, T.-H., và H.-P. Nguyen. “Tỷ lệ cột vật liệu đa diện ảnh hưởng đến động lực học dòng chảy Và thông lượng động năng Trong hiện tượng sạt trượt”. Tạp Chí Khoa học Và Công nghệ Đại học Đà Nẵng, vol 24, số p.h 5A, Tháng Năm 2026, tr 9-15, doi:10.31130/ud-jst.2026.24(5A).045E.
