view in publisher's site

3D zero-thickness coupled interface finite element: Formulation and application

In many fields of geotechnical engineering, the modelling of interfaces requires special numerical tools. This paper presents the formulation of a 3D fully coupled hydro-mechanical finite element of interface. The element belongs to the zero-thickness family and the contact constraint is enforced by the penalty method. Fluid flow is discretised through a three-node scheme, discretising the inner flow by additional nodes. The element is able to reproduce the contact/loss of contact between two solids as well as shearing/sliding of the interface. Fluid flow through and across the interface can be modelled. Opening of a gap within the interface influences the longitudinal transmissivity as well as the storage of water inside the interface. Moreover the computation of an effective pressure within the interface, according to the Terzaghi’s principle creates an additional hydro-mechanical coupling. The uplifting simulation of a suction caisson embedded in a soil layer illustrates the main features of the element. Friction is progressively mobilised along the shaft of the caisson and sliding finally takes place. A gap is created below the top of the caisson and filled with water. It illustrates the storage capacity within the interface and the transversal flow. Longitudinal fluid flow is highlighted between the shaft of the caisson and the soil. The fluid flow depends on the opening of the gap and is related to the cubic law.

آلمان محدود سه‌بعدی اتصال به ضخامت ۳ بعدی: کاربرد و کاربرد

در بسیاری از زمینه‌های مهندسی ژئوتکنیک، مدل‌سازی واسط نیاز به ابزارهای عددی ویژه‌ای دارد. در این مقاله، فرمول‌بندی یک آلمان محدود سه‌بعدی به طور کامل کوپل شده‌است. عنصر متعلق به خانواده با ضخامت صفر است و محدودیت تماس با روش جریمه به اجرا در می‌آید. جریان سیال از طریق یک طرح سه گره عبور می‌کند و جریان داخلی را توسط نوده‌ای اضافی باز می‌کند. این عنصر قادر به تولید تماس / از دست دادن تماس بین دو ماده جامد و همچنین برش / لغزش واسط است. جریان سیال از طریق و در طول فصل مشترک می‌تواند مدل‌سازی شود. باز کردن شکاف درون رابط، قابلیت انتقال طولی و همچنین ذخیره آب درون رابط را تحت‌تاثیر قرار می‌دهد. به علاوه محاسبه فشار موثر در فصل مشترک، طبق اصل ترزاقی، یک جفت شدن مکانیکی - مکانیکی اضافی ایجاد می‌کند. شبیه‌سازی uplifting یک caisson مکش تعبیه‌شده در یک لایه خاک ویژگی‌های اصلی این آلمان را نشان می‌دهد. اصطکاک به تدریج در امتداد محور of حرکت می‌کند و در نهایت لغزشی اتفاق می‌افتد. شکافی در زیر top و پر از آب ایجاد می‌شود. این تصویر ظرفیت ذخیره‌سازی درون رابط و جریان عرضی را نشان می‌دهد. جریان سیال Longitudinal در میان شفت of و soil برجسته شده‌است. جریان سیال به باز شدن شکاف بستگی دارد و به قانون مکعبی مربوط می‌شود.
ترجمه شده با

سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.