Numerisk modellering av flomskred
Hovedmålet med denne masteroppgaven er å øke forståelsen av medrivning av avsetninger under flomskred.
Flomskred vokser vanligvis i størrelse gjennom medrivning av jord, vann og steinblokker langs strømningskanalen (f.eks. som vist på figur 1). To hovedmekanismer er rapportert å forårsake medrivning: (i) skjærkrefter fra massestrømmen, inkludert effekt av sammenstøt, langs kanalbunnen; (ii) økning i poretrykk og medfølgende reduksjon av skjærfastheten i det eroderbare sjiktet.
Figur 1. (a) Hunnedalen flomskred; (b) Erosjon av kanalen. (hentet fra Vicari, H., Tran, Q.A., Nordal, S. Thakur V. MPM-modellering av debris flow entrainment og interaksjon med en oppstrøms fleksibel barriere. Jordskred (2022).
Eksisterende numeriske modeller beskriver typisk det eroderbare sjiktet som et ekvivalent enfasemateriale, hvor skjærstyrken er tilbakeregnet for å reprodusere observerte medrivningsvolumer. Utvikling av poreovertrykk i det eroderbare laget vil derfor ikke uttrykkes eksplisitt i modellen.
En tofaset numerisk modell (faststoff + vann) vil tillate oss å eksplisitt simulere poretrykksøkningen i det eroderbare laget og dets effekter på medrivning av masser, samt på utløp av flomskred.
Vi vil veilede studentene ved hjelp av en tofaset numerisk modell og med en intern programvare for å simulere flomskred.
Studentene kan velge å:
- gjennomgå litteraturen om flomskred og numerisk modellering
- evaluere materialparametrene som påvirker poretrykkøkningen og medløp
- utføre numeriske simuleringer av flomskred: parametrisk analyse på materialparametrene som brukes på en casestudie / enkel konfigurasjon
- kvantifisere de kritiske forholdene for innblanding av flomskred eller
- avhengig av funnene, kan arbeidet resultere i en vitenskapelig publikasjon.
