2D and axisymmetric large strain consolidation modelling for tailings applications

RÉSUMÉ: Un modèle bidimensionnel de consolidation à grande contrainte est présenté. Le modèle utilise une formulation linéaire par morceaux pour une grande déformation, ce qui implique des nœuds associés à une masse constante de solides, dont les positions sont mises à jour au fil du temps. Les flux sont calculés en fonction des gradients 2D entre les nœuds adjacents. Les régions associées à chacun de ces nœuds pour calculer les flux ne se déforment que verticalement et peuvent se glisser l'une sur l'autre. Cela semble s'adapter à de grandes contraintes sans avoir besoin de remaillage en raison de la distorsion du maillage, et semble conserver une précision suffisante. Le modèle est validé par rapport à d'autres solutions analytiques et numériques pour la consolidation axisymétrique et 2D. Un exemple d'analyse de la consolidation 2D dans un bassin de retenue hypothétique est présenté. L'analyse montre la formation d'une plage et comment la hauteur d'eau variable peut affecter la consolidation globale.

ABSTRACT: A two-dimensional large strain consolidation model is presented. The model uses a piecewise linear formulation for large strain, which implies nodes that are associated with a constant mass of solids, whose positions are updated over time. Fluxes are calculated based on 2D gradients between adjacent nodes. Regions associated with each of these nodes to calculate fluxes only deform vertically, and can slip past each other. This appears to accommodate large strains without the need for remeshing due to mesh distortion, and appears to retain sufficient accuracy. The model is validated against other analytical and numerical solutions for axisymmetric and 2D consolidation. An example analysis of 2D consolidation in a hypothetical tailings impoundment is shown. The analysis shows the formation of a beach, and how the variable water height may affect overall consolidation.