Multi-scale modelling of geomechanical behaviour using the Voronoi cell finite element method (VCFEM) and finite-discrete element method (VCFEM-DEM)
Notice bibliographique
Résumé
The present work applies the hybrid Voronoi cell finite element method (VCFEM) within geomechanics. Coupled seepage and deformation analysis using the VCFEM incorporating body forces allows accurate analysis of earth dams. The development of a novel approach for simulating granular material behaviour using the combined finite-discrete element method (VCFEM-DEM) provides new insights into strain localization in granular materials. Chapter 1 provides background including summary literature reviews for all concepts in the title including seepage analysis, micromechanical and continuum mechanics theory, Voronoi diagrams, finite elements (FEM), discrete elements (DEM) and combined FEM-DEM. Chapter 1 concludes by detailing the contributions of the present work. Chapter 2 presents the VCFEM for seepage analysis. The numerical examples include an investigation of mesh sensitivity and a comparison of conforming shape functions. Polygonal elements with more than four nodes show a decrease in mesh sensitivity in free surface problems, compared with four-node quadrilateral elements. The choice of conforming shape function within the VCFEM analysis did not affect the results. Chapter 3 formulates and applies the VCFEM-DEM, showing that strain localization effects in granular materials are important at all scales. The VCFEM-DEM captures shear banding in biaxial compression tests, demonstrating that global shear strains and inhomogeneities in the shear stress field present after consolidation are early precursors to the failure mode. At the field scale, strain localization can lead to significant non-uniformity in subsurface stress distribution owing to self-weight. Chapter 4 presents the coupled VCFEM for seepage and deformation. A practical example of the design of an earth dam demonstrates the application of general body forces within a hybrid formulation, notably lacking in the literature. Chapter 5 concludes by summarizing the key observations of the present work, and providing direction for future research. The Appendix provides additional details related to numerical integration within the VCFEM.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».