Fluid effects in model granular flows
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Pore fluid plays a crucial role in many granular flows, especially those in geophysical settings. However, the transition in behaviour between dry flows and fully saturated flows and the underlying physics that relate to this are poorly understood. In this paper, we report the results of small-scale flume experiments using monodisperse granular particles with varying water content and volume in which the basal pore pressure, total pressure, flow height and velocity profile were measured at a section. We compare the results with theoretical profiles for granular flow and with flow regimes based on dimensional analysis. The runout and the centre of mass were also calculated from the deposit surface profiles. As the initial water content by mass was increased from zero to around 10%, we first observed a drop in mobility by approximately 50%, as surface tension caused cohesive behaviour due to matric suction. As the water content was further increased up to 45%, the mobility also increased dramatically, with increased flow velocity up to 50%, increased runout distance up to 240% and reduced travel angle by up to 10° compared to the dry case. These effects can be directly related to the basal pore pressure, with both negative pressures and positive pore pressures being measured relative to atmospheric during the unsteady flow. We find that the initial flow volume plays a role in the development of relative pore pressure, such that, at a fixed relative water content, larger flows exhibit greater positive pore pressures, greater velocities and greater relative runout distances. This aligns with many other granular experiments and field observations. Our findings suggest that the fundamental role of the pore fluid is to reduce frictional contact forces between grains thus increasing flow velocity and bulk mobility. While this can occur by the development of excess pore pressure, it can also occur where the positive pore pressure is not in excess of hydrostatic, as shown here, since buoyancy and lubrication alone will reduce frictional forces. Graphical abstract
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».