Abstract This work presents a numerical method for the simulation of landslides generated impulse waves and its application to the historical Vajont case study. The computational tool is based on the Particle Finite Element Method (PFEM), a Lagrangian strategy that combines the finite element solution of the governing equations with an efficient remeshing strategy to deal with large deformation problems. After presenting the numerical formulation, different landslide impulse wave problems with Froude number ranging from 0.5 to 2.8, are analyzed to validate the proposed methodology. The computational method is shown to be able to reproduce accurately the landslide runout, the momentum transfer between the sliding material and the impounded water, and the consequent wave propagation observed in experimental physical models. Then, the PFEM model is applied to the numerical simulation of the Vajont disaster, which is analyzed with a fully-resolved three-dimensional model. The numerical results are discussed and compared to the post-event observations and the numerical results of other computational methods. The results in terms of landslide velocity and runout, geometry of the deposit, maximum water runup, dam overtopping wave, and water discharge in the downstream valley are in good agreement with observations and reconstructions. The calibration and validation performed for this study form the basis for the PFEM analyses presented in a companion paper finalized to simulate different scenarios of the Vajont rockslide considered in the experimental tests done a year before the disaster.

中文翻译：

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vajont 灾难的 3D 模拟。第 1 部分：数值公式和验证

摘要 这项工作提出了一种模拟滑坡产生的脉冲波的数值方法及其在历史 Vajont 案例研究中的应用。该计算工具基于粒子有限元方法 (PFEM)，这是一种拉格朗日策略，它将控制方程的有限元解与有效的重新网格划分策略相结合，以处理大变形问题。在提出数值公式后，对弗劳德数为 0.5 到 2.8 的不同滑坡冲击波问题进行了分析，以验证所提出的方法。计算方法被证明能够准确地再现滑坡跳动、滑动材料和蓄水之间的动量传递，以及在实验物理模型中观察到的随后的波传播。然后，PFEM 模型应用于 Vajont 灾难的数值模拟，并使用全解析的三维模型进行分析。讨论了数值结果，并将其与事后观测和其他计算方法的数值结果进行了比较。在滑坡速度和跳动、沉积物的几何形状、最大水流、坝顶漫波和下游河谷的排水量方面的结果与观测和重建非常吻合。为这项研究进行的校准和验证构成了 PFEM 分析的基础，该论文最终用于模拟在灾难发生前一年进行的实验测试中考虑的 Vajont 滑坡的不同场景。用完全解析的三维模型对其进行分析。讨论了数值结果，并将其与事后观测和其他计算方法的数值结果进行了比较。在滑坡速度和跳动、沉积物的几何形状、最大水流、坝顶漫波和下游河谷的排水量方面的结果与观测和重建非常吻合。为这项研究进行的校准和验证构成了 PFEM 分析的基础，该论文最终用于模拟在灾难发生前一年进行的实验测试中考虑的 Vajont 滑坡的不同场景。用完全解析的三维模型对其进行分析。讨论了数值结果，并将其与事后观测和其他计算方法的数值结果进行了比较。在滑坡速度和跳动、沉积物的几何形状、最大水流、坝顶漫波和下游河谷的排水量方面的结果与观测和重建非常吻合。为这项研究进行的校准和验证构成了 PFEM 分析的基础，该论文最终用于模拟在灾难发生前一年进行的实验测试中考虑的 Vajont 滑坡的不同场景。讨论了数值结果，并将其与事后观测和其他计算方法的数值结果进行了比较。滑坡速度和跳动、沉积物的几何形状、最大水位爬高、坝顶漫波和下游河谷的排水量等结果与观测和重建非常吻合。为这项研究进行的校准和验证构成了 PFEM 分析的基础，该论文最终用于模拟在灾难发生前一年进行的实验测试中考虑的 Vajont 滑坡的不同场景。讨论了数值结果，并将其与事后观测和其他计算方法的数值结果进行了比较。在滑坡速度和跳动、沉积物的几何形状、最大水流、坝顶漫波和下游河谷的排水量方面的结果与观测和重建非常吻合。为这项研究进行的校准和验证构成了 PFEM 分析的基础，该论文最终用于模拟在灾难发生前一年进行的实验测试中考虑的 Vajont 滑坡的不同场景。