初始体积对水下颗粒柱体滑程行为的影响
地球物理
2020-11-09 v1
摘要
海底滑坡可在低至 1{\deg} 的坡度上输送数千立方米沉积物横跨大陆架，并可能造成重大人员伤亡与基础设施破坏。海底滑坡的滑程机制受初始堆积密度、渗透性、坡度角和初始体积等因素影响。尽管以往研究聚焦于密度、渗透性和坡度角对颗粒柱坍塌的影响，初始体积对滑程特性的作用尚未被探究。本研究旨在利用二维耦合格子 Boltzmann 与离散元（LBM-DEM）方法理解初始体积如何影响滑程。耦合 LBM-DEM 方法可在孔隙尺度分辨率下模拟流体流动，从而理解驱动颗粒柱坍塌中复杂连续尺度响应的颗粒尺度机制。对于水下颗粒柱坍塌，滑程机制深受颗粒与周围流体相互作用的影响。剪切过程中负孔隙水压的发展与流体动力阻力抑制流动；另一方面，水的夹带导致的水面滑翔（hydroplaning）增强流动。随着体积增大，颗粒与周围流体的相互作用发生变化，引起滑程行为的改变。对于较小体积，抑制水下流动的力占主导，导致滑程比干态对应情况更短。在较大体积下，尽管存在阻力与负孔隙水压的抑制作用，水面滑翔仍导致比干态情况更大的滑程。
引用
@article{arxiv.2011.03129,
title = {Effect of Initial Volume on the Run-Out Behavior of Submerged Granular Columns},
author = {Qiuyu Wang and Reihaneh Hosseini and Krishna Kumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.03129},
year = {2020}
}