Identification and Validation of a Discrete Element Model for Concrete / Hentz, Sébastien in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°6 (Juin 2004)  

Public ISBD [article]  inJournal of engineering mechanics > Vol. 130 N°6 (Juin 2004) . - 709-719 p. Titre : Identification and Validation of a Discrete Element Model for Concrete Titre original : Identification et Validation d'un Modèle Discret d'Elément pour le Béton Type de document : texte imprimé Auteurs : Hentz, Sébastien, Auteur ; Daudeville, Laurent, Auteur ; Donze, Frédéric V. ; Anandarajah, A. Rajah, Éditeur scientifique Année de publication : 2006 Article en page(s) : 709-719 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Discrete elements Concrete Strain rate Dynamic loads Models Elément discrets Concret Taux de contrainte Charges dynamiques Modèles Index. décimale : 621.34/624 Résumé : The Use of a three-dimensional discrete element method (DEM) is proposed to study concrete structures submitted to dynamic loading. The aim of this paper is to validate the model first in the quasistatic domain, and second in dynamic compression, at the sample scale. A particular growing technique is used to set a densely packed assembly of arbitrarily sized spherical particles interacting together, representing concrete. An important difference from classical DEMs where only contact interactions are considered, is the use of an interaction range. First, the correct identification of parameters of the DEM model to simulate elastic and nonlinear deformation including damage and rupture is made through quasistatic uniaxial compression and tension tests. The influence of the packing is shown. The model produces a quantitative match of strength and deformation characteristics of concrete in terms of Young’s modulus, Poisson’s coefficient, and compressive and tensile strengths. Then, its validity is extended through dynamic tests. The simulations exhibit complex macroscopic behaviors of concrete, such as strain softening, fractures that arise from extensive microcracking throughout the assembly, and strain rate dependency. On propose l'utilisation d'une méthode discrète tridimensionnelle d'élément (DEM) pour étudier les structures en béton soumises au chargement dynamique. Le but de cet article est de valider le modèle d'abord dans le domaine quasistatique, et en second lieu dans la compression dynamique, à la balance témoin. Une technique croissante particulière est employée pour placer un ensemble en masse emballé des particules sphériques arbitrairement classées agissant l'un sur l'autre ensemble, représentant le béton. Une différence importante de DEMs classique où seulement des interactions de contact sont considérées, est l'utilisation d'une gamme d'interaction. D'abord, l'identification correcte des paramètres du modèle de DEM pour simuler la déformation élastique et non-linéaire comprenant les dommages et la rupture est faite par les essais axiaux de compression et de tension d'uni quasistatique. L'influence de l'emballage est montrée. Le modèle produit une allumette quantitative des caractéristiques de force et de déformation de béton en termes de module de Young, coefficient de Poisson, et résistances compressives et à la traction. Puis, sa validité est prolongée par les essais dynamiques. Les simulations montrent les comportements macroscopiques complexes du béton, tels que la contrainte se ramollissant, des ruptures qui résultent de la microfissuration étendue dans toute l'assemblée, et de la dépendance de taux de contrainte. En ligne : mail:sebastien.hentz@inpg.fr, laurent.daudeville@inpg.fr, frederic.donze@hmg.inp [...] [article] Identification and Validation of a Discrete Element Model for Concrete = Identification et Validation d'un Modèle Discret d'Elément pour le Béton [texte imprimé] / Hentz, Sébastien, Auteur ; Daudeville, Laurent, Auteur ; Donze, Frédéric V. ; Anandarajah, A. Rajah, Éditeur scientifique . - 2006 . - 709-719 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°6 (Juin 2004) . - 709-719 p. Mots-clés : Discrete elements Concrete Strain rate Dynamic loads Models Elément discrets Concret Taux de contrainte Charges dynamiques Modèles Index. décimale : 621.34/624 Résumé : The Use of a three-dimensional discrete element method (DEM) is proposed to study concrete structures submitted to dynamic loading. The aim of this paper is to validate the model first in the quasistatic domain, and second in dynamic compression, at the sample scale. A particular growing technique is used to set a densely packed assembly of arbitrarily sized spherical particles interacting together, representing concrete. An important difference from classical DEMs where only contact interactions are considered, is the use of an interaction range. First, the correct identification of parameters of the DEM model to simulate elastic and nonlinear deformation including damage and rupture is made through quasistatic uniaxial compression and tension tests. The influence of the packing is shown. The model produces a quantitative match of strength and deformation characteristics of concrete in terms of Young’s modulus, Poisson’s coefficient, and compressive and tensile strengths. Then, its validity is extended through dynamic tests. The simulations exhibit complex macroscopic behaviors of concrete, such as strain softening, fractures that arise from extensive microcracking throughout the assembly, and strain rate dependency. On propose l'utilisation d'une méthode discrète tridimensionnelle d'élément (DEM) pour étudier les structures en béton soumises au chargement dynamique. Le but de cet article est de valider le modèle d'abord dans le domaine quasistatique, et en second lieu dans la compression dynamique, à la balance témoin. Une technique croissante particulière est employée pour placer un ensemble en masse emballé des particules sphériques arbitrairement classées agissant l'un sur l'autre ensemble, représentant le béton. Une différence importante de DEMs classique où seulement des interactions de contact sont considérées, est l'utilisation d'une gamme d'interaction. D'abord, l'identification correcte des paramètres du modèle de DEM pour simuler la déformation élastique et non-linéaire comprenant les dommages et la rupture est faite par les essais axiaux de compression et de tension d'uni quasistatique. L'influence de l'emballage est montrée. Le modèle produit une allumette quantitative des caractéristiques de force et de déformation de béton en termes de module de Young, coefficient de Poisson, et résistances compressives et à la traction. Puis, sa validité est prolongée par les essais dynamiques. Les simulations montrent les comportements macroscopiques complexes du béton, tels que la contrainte se ramollissant, des ruptures qui résultent de la microfissuration étendue dans toute l'assemblée, et de la dépendance de taux de contrainte. En ligne : mail:sebastien.hentz@inpg.fr, laurent.daudeville@inpg.fr, frederic.donze@hmg.inp [...]

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