[article] 
inJournal of engineering mechanics > Vol. 130 N°6 (Juin 2004) . - 665-680 p.

Titre :	Sliding and Roling Constitutive Theory for Granular Materials
Titre original :	Glissement et Théorie Constitutive de Roling pour les Matériaux Granulaires
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	Anandarajah, A. Rajah, Auteur ; Manzari, Madjid T., Éditeur scientifique
Année de publication :	2006
Article en page(s) :	665-680 p.
Note générale :	Génie Mécanique
Langues :	Anglais (eng)
Mots-clés :	Microscopy Constitutive relations Granular materials Plastic deformation Sliding Microscopie Relations constitutives Matériaux granulaires Déformation en plastique Glissement
Résumé :	By analyzing a microelement based on four spheres, equations governing the equilibrium of the microelement are developed. By examining these equations more closely, two primary mechanisms of failure of the microelements, one based on particle sliding and the other based on particle rolling, are identified. For each primary mechanism, two separate mechanisms, one based on collapse of the microelement in the vertical direction and the other based on collapse in the horizontal direction, are recognized. With the aid of these concepts, constitutive equations are developed for a two-dimensional assembly of granular particles. The assembly is considered to consist of four-sphere microelements. Taking the plastic strain to be a consequence of the collapse of some of the microelements, equations are developed for plastic strain. The formulation yields loading criteria and flow directions. With suitable hardening rules, it is shown that the microstructural model is capable of simulating most of the salient features of the stress-strain behavior of granular materials. In particular, the stress-dilatancy relation, taking into consideration phenomena of phase transformation, and critical state failure are simulated satisfactorily. En Analysant un micro-élément basé sur quatre sphères, des équations régissant l'équilibre du micro-élément sont développées. En examinant ces équations plus de manière approfondie, deux mécanismes primaires d'échec des micro-éléments, un basé sur la particule glissant et l'autre basé sur le roulement de particules, sont identifiés. Pour chaque mécanisme primaire, deux mécanismes séparés, un basé sur l'effondrement du micro-élément dans la direction verticale et l'autre basé sur l'effondrement dans la direction horizontale, sont identifiés. À l'aide de ces concepts, des équations constitutives sont développées pour un ensemble bidimensionnel des particules granulaires. L'ensemble est considéré comme se composer de quatre micro-éléments de sphère. Prenant la contrainte en plastique pour être une conséquence de l'effondrement de certains des micro-éléments, des équations sont développées pour la contrainte en plastique. La formulation rapporte des critères de chargement et des sens d'écoulement. Avec des règles durcissantes appropriées, on lui montre que le modèle microstructural est capable de simuler la plupart des dispositifs saillants du comportement de contrainte-tension des matériaux granulaires. En particulier, la relation d'épaississement d'effort, prenant dans des phénomènes de considération de transformation de phase, et l'échec critique d'état sont simulés d'une manière satisfaisante.
En ligne :	rajah@jhu.edu

[article] Sliding and Roling Constitutive Theory for Granular Materials = Glissement et Théorie Constitutive de Roling pour les Matériaux Granulaires [texte imprimé] / Anandarajah, A. Rajah, Auteur ; Manzari, Madjid T., Éditeur scientifique . - 2006 . - 665-680 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°6 (Juin 2004) . - 665-680 p.

Mots-clés :	Microscopy Constitutive relations Granular materials Plastic deformation Sliding Microscopie Relations constitutives Matériaux granulaires Déformation en plastique Glissement
Résumé :	By analyzing a microelement based on four spheres, equations governing the equilibrium of the microelement are developed. By examining these equations more closely, two primary mechanisms of failure of the microelements, one based on particle sliding and the other based on particle rolling, are identified. For each primary mechanism, two separate mechanisms, one based on collapse of the microelement in the vertical direction and the other based on collapse in the horizontal direction, are recognized. With the aid of these concepts, constitutive equations are developed for a two-dimensional assembly of granular particles. The assembly is considered to consist of four-sphere microelements. Taking the plastic strain to be a consequence of the collapse of some of the microelements, equations are developed for plastic strain. The formulation yields loading criteria and flow directions. With suitable hardening rules, it is shown that the microstructural model is capable of simulating most of the salient features of the stress-strain behavior of granular materials. In particular, the stress-dilatancy relation, taking into consideration phenomena of phase transformation, and critical state failure are simulated satisfactorily. En Analysant un micro-élément basé sur quatre sphères, des équations régissant l'équilibre du micro-élément sont développées. En examinant ces équations plus de manière approfondie, deux mécanismes primaires d'échec des micro-éléments, un basé sur la particule glissant et l'autre basé sur le roulement de particules, sont identifiés. Pour chaque mécanisme primaire, deux mécanismes séparés, un basé sur l'effondrement du micro-élément dans la direction verticale et l'autre basé sur l'effondrement dans la direction horizontale, sont identifiés. À l'aide de ces concepts, des équations constitutives sont développées pour un ensemble bidimensionnel des particules granulaires. L'ensemble est considéré comme se composer de quatre micro-éléments de sphère. Prenant la contrainte en plastique pour être une conséquence de l'effondrement de certains des micro-éléments, des équations sont développées pour la contrainte en plastique. La formulation rapporte des critères de chargement et des sens d'écoulement. Avec des règles durcissantes appropriées, on lui montre que le modèle microstructural est capable de simuler la plupart des dispositifs saillants du comportement de contrainte-tension des matériaux granulaires. En particulier, la relation d'épaississement d'effort, prenant dans des phénomènes de considération de transformation de phase, et l'échec critique d'état sont simulés d'une manière satisfaisante.
En ligne :	rajah@jhu.edu