Compacted bentonite hydro-mechanical modelling when interaggregate porosity tends to zero
| Autor: | Vicente Navarro, Laura Asensio, Virginia Cabrera, Gema De la Morena, Ángel Yustres, Joel Torres-Serra |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Universitat Politècnica de Catalunya. Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental |
| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2023 |
| Předmět: |
Global and Planetary Change
Macroscopic model Bentonita compactada Porosidad interagregada Interaggregate porosity Soil Science Geology Modelling levels Niveles de modelización Microestructura Pollution Macroestructura Modelo macroscópico Bentonite Environmental Chemistry Bentonita Enginyeria civil::Geotècnia::Mecànica de sòls [Àrees temàtiques de la UPC] Compacted bentonite Macrostructure Microstructure Earth-Surface Processes Water Science and Technology |
| Popis: | A formulation is proposed for reproducing the hydro-mechanical behaviour of compacted bentonites as interaggregate porosity becomes negligible. In that case, the model assumes the bentonite deformability to be controlled only by the microstructural modelling level in a double porosity approach. Hence, the bulk stiffness of the system is defined by the relationship between the microstructural void ratio and the thermodynamic swelling pressure, requiring no additional parameters to simulate the overall behaviour. An experimental study has been conducted to check the conceptual consistency of the formulation, with favourable results. The quantitative potential of the model has also been satisfactorily verified by numerical simulation of the tests carried out in this study. A displacement-based finite-element model developed for double porosity systems has been modified to run the simulations. The proposed formulation has been implemented using a simple strategy that can be easily replicated for similar numerical models. Both the simulation capabilities and the computational cost efficiency of the proposed formulation confirm its practical interest. Se propone una formulación para reproducir el comportamiento hidromecánico de las bentonitas compactadas a medida que la porosidad entre los agregados se vuelve despreciable. En ese caso, el modelo asume que la deformabilidad de la bentonita está controlada solo por el nivel de modelado microestructural en un enfoque de doble porosidad. Por lo tanto, la rigidez aparente del sistema se define por la relación entre la relación de vacíos microestructurales y la presión de expansión termodinámica, lo que no requiere parámetros adicionales para simular el comportamiento general. Se ha realizado un estudio experimental para comprobar la consistencia conceptual de la formulación, con resultados favorables. El potencial cuantitativo del modelo también ha sido verificado satisfactoriamente mediante la simulación numérica de las pruebas realizadas en este estudio. Se ha modificado un modelo de elementos finitos basado en el desplazamiento desarrollado para sistemas de doble porosidad para ejecutar las simulaciones. La formulación propuesta se ha implementado utilizando una estrategia simple que puede replicarse fácilmente para modelos numéricos similares. Tanto las capacidades de simulación como la rentabilidad computacional de la formulación propuesta confirman su interés práctico. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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