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Numerical modeling of saturated soils based on smoothed particle hydrodynamics (SPH)
Part 2: Coupled analysis
In the first part of this paper the meshless numerical method smoothed particle hydrodynamics (SPH) was introduced, and its application for seepage analysis was presented. In this second part the method is extended to truly coupled analysis using a two‐phase model for saturated soils. In contrast to the simulations in the first part of the paper the soil is also subjected to displacements. A hypoplastic constitutive model is applied to the soil, considering a liquefaction threshold for the case of very low effective stress or tension. The interaction between the two phases – water and soil – is presented for the case of laminar and turbulent flow. Various approaches for the evaluation of the interaction coefficients are introduced and evaluated. Test cases for verification and application of the SPH model are presented and discussed.
Numerische Modellierung gesättigter Böden mit der Smoothed Particle Hydrodynamics – Teil 2: gekoppelte Analyse. Die netzfreie numerische Methode Smoothed Particle Hydrodynamics sowie ihre Anwendung zur Grundwasserströmungsanalyse wurden in dem ersten Teil dieses Artikels vorgestellt. Für den vorliegenden zweiten Teil wurde die Methode für die gekoppelte Analyse des gesättigten Boden mittels eines Zweiphasenmodells erweitert. Im Unterschied zum Teil 1 des Artikels ist der Boden auch verformbar. Zur Beschreibung des Spannungs‐Dehnungsverhaltens des Bodens kommt ein hypoplastisches Stoffgesetz zur Anwendung, wobei ein Verflüssigungskriterium für den Boden eingeführt wird, welches bei sehr niedrigen effektiven Spannungen oder sogar bei Zugspannungen greift. Die Wechselwirkung zwischen den beiden Phasen – Wasser und Boden – ist definiert für den laminaren sowie für den turbulenten Fall. Verschiedene Ansätze zur Bestimmung der dazugehörigen Interaktionskoeffizienten werden dargestellt und bewertet. Es werden Beispiele zur Verifizierung und Anwendung des Modells präsentiert und diskutiert.
Numerical modeling of saturated soils based on smoothed particle hydrodynamics (SPH)
Part 2: Coupled analysis
In the first part of this paper the meshless numerical method smoothed particle hydrodynamics (SPH) was introduced, and its application for seepage analysis was presented. In this second part the method is extended to truly coupled analysis using a two‐phase model for saturated soils. In contrast to the simulations in the first part of the paper the soil is also subjected to displacements. A hypoplastic constitutive model is applied to the soil, considering a liquefaction threshold for the case of very low effective stress or tension. The interaction between the two phases – water and soil – is presented for the case of laminar and turbulent flow. Various approaches for the evaluation of the interaction coefficients are introduced and evaluated. Test cases for verification and application of the SPH model are presented and discussed.
Numerische Modellierung gesättigter Böden mit der Smoothed Particle Hydrodynamics – Teil 2: gekoppelte Analyse. Die netzfreie numerische Methode Smoothed Particle Hydrodynamics sowie ihre Anwendung zur Grundwasserströmungsanalyse wurden in dem ersten Teil dieses Artikels vorgestellt. Für den vorliegenden zweiten Teil wurde die Methode für die gekoppelte Analyse des gesättigten Boden mittels eines Zweiphasenmodells erweitert. Im Unterschied zum Teil 1 des Artikels ist der Boden auch verformbar. Zur Beschreibung des Spannungs‐Dehnungsverhaltens des Bodens kommt ein hypoplastisches Stoffgesetz zur Anwendung, wobei ein Verflüssigungskriterium für den Boden eingeführt wird, welches bei sehr niedrigen effektiven Spannungen oder sogar bei Zugspannungen greift. Die Wechselwirkung zwischen den beiden Phasen – Wasser und Boden – ist definiert für den laminaren sowie für den turbulenten Fall. Verschiedene Ansätze zur Bestimmung der dazugehörigen Interaktionskoeffizienten werden dargestellt und bewertet. Es werden Beispiele zur Verifizierung und Anwendung des Modells präsentiert und diskutiert.
Numerical modeling of saturated soils based on smoothed particle hydrodynamics (SPH)
Part 2: Coupled analysis
Grabe, Jürgen (author) / Stefanova, Bozhana (author)
geotechnik ; 38 ; 218-229
2015-09-01
12 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Numerical modeling of saturated soils, based on Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH)
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Sediment Suspension Modeling by Smoothed Particle Hydrodynamics
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