[article] 
inJournal of engineering mechanics > Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) . - 1188-1194 p.

Titre :	Triaxial Test Simulations with Discrete Element Method and Hydrostatic Boundaries
Titre original :	Simulations à Trois Axes d'Essai avec la Méthode Discrète d'Elément et les Frontières Hydrostatiques
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	Tang-Tat Ng, Auteur ; Ooi, J. Y., Éditeur scientifique
Année de publication :	2006
Article en page(s) :	1188-1194 p.
Note générale :	Génie Mécanique
Langues :	Anglais (eng)
Mots-clés :	Granular materials Discrte elments Triaxial compression Micromechanics Hydrostatics Boundaries Simulation Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micromécaniques Hydrostatiques Frontières
Index. décimale :	620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux
Résumé :	A new boundary condition has been developed for the discrete element method. This boundary is different from the conventional periodic, rigid, or flexible boundries. This new boundary mechanism was developed to simulate triaxial tests. The new boundary, hydrostatic boundary, simulated the chamber fluid but not the rubber membrane. When a particle (ellipsoids in our simulations) contacts the hydrostatic boundary, pressure is developed. The interaction between the particle and the boundary is calculated analytically based on geometry. This hydrostatic boundary condition was implemented into an existing ellipsoidal discrete element code. Triaxial compression drained tests were performed with both periodic and hydrostatic boundaries. The result showed an increase in friction angle over the values observed from the periodic boundary mechanism. The result also closely resembles the experimental triaxial data. Thirteen specimens were generated and were used to investigate the following variables: particle shape, specimen size, and void ratio. A unique slope of the linear relationship between friction angle and void ratio was identified for monosize specimens of different particle shapes. It is found that the friction angle decreases as the aspect ratio increases provided that the void ratio of the two specimens is the same. The friction angle is linear proportional to the coordination number for monosize specimens regardless the specimen size. Also, the specimen size does not influence the behavior of two-size specimens. Un nouvel état de frontière a été développé pour la méthode discrète d'élément. Cette frontière est différente des boundries périodiques, rigides, ou flexibles conventionnels. Ce nouveau mécanisme de frontière a été développé pour simuler les essais à trois axes. La nouvelle frontière, frontière hydrostatique, a simulé le fluide de chambre mais pas la membrane en caoutchouc. Quand une particule (ellipsoïdes dans nos simulations) entre en contact avec la frontière hydrostatique, de la pression est développée. L'interaction entre la particule et la frontière est calculée analytiquement a basé sur la géométrie. Cet état de frontière hydrostatique a été mis en application dans un code discret ellipsoïde existant d'élément. Des essais vidangés par compression à trois axes ont été réalisés avec des frontières périodiques et hydrostatiques. Le résultat a montré une augmentation d'angle de frottement au-dessus des valeurs observées du mécanisme périodique de frontière. Le résultat ressemble également étroitement aux données à trois axes expérimentales. Treize spécimens ont été produits et ont été employés pour étudier les variables suivantes : forme de particules, taille de spécimen, et rapport de vide. Une pente unique du rapport linéaire entre l'angle de frottement et le rapport vide a été identifiée pour monosize des spécimens de différentes formes de particules. On le constate que l'angle de frottement diminue à mesure que l'allongement augmente à condition que le rapport vide des deux spécimens soit identique. L'angle de frottement est proportionnel linéaire au nombre de coordination pour monosize des spécimens sans se soucier la taille de spécimen. En outre, la taille de spécimen n'influence pas le comportement des spécimens de deux-taille.
DEWEY :	620.1
ISSN :	0733-9399
En ligne :	tang@unm.edu

[article] Triaxial Test Simulations with Discrete Element Method and Hydrostatic Boundaries = Simulations à Trois Axes d'Essai avec la Méthode Discrète d'Elément et les Frontières Hydrostatiques [texte imprimé] / Tang-Tat Ng, Auteur ; Ooi, J. Y., Éditeur scientifique . - 2006 . - 1188-1194 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°10 (Octobre 2004) . - 1188-1194 p.

Mots-clés :	Granular materials Discrte elments Triaxial compression Micromechanics Hydrostatics Boundaries Simulation Matériaux granulaires Eléments discrets Compression à trois axes Micromécaniques Hydrostatiques Frontières
Index. décimale :	620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux
Résumé :	A new boundary condition has been developed for the discrete element method. This boundary is different from the conventional periodic, rigid, or flexible boundries. This new boundary mechanism was developed to simulate triaxial tests. The new boundary, hydrostatic boundary, simulated the chamber fluid but not the rubber membrane. When a particle (ellipsoids in our simulations) contacts the hydrostatic boundary, pressure is developed. The interaction between the particle and the boundary is calculated analytically based on geometry. This hydrostatic boundary condition was implemented into an existing ellipsoidal discrete element code. Triaxial compression drained tests were performed with both periodic and hydrostatic boundaries. The result showed an increase in friction angle over the values observed from the periodic boundary mechanism. The result also closely resembles the experimental triaxial data. Thirteen specimens were generated and were used to investigate the following variables: particle shape, specimen size, and void ratio. A unique slope of the linear relationship between friction angle and void ratio was identified for monosize specimens of different particle shapes. It is found that the friction angle decreases as the aspect ratio increases provided that the void ratio of the two specimens is the same. The friction angle is linear proportional to the coordination number for monosize specimens regardless the specimen size. Also, the specimen size does not influence the behavior of two-size specimens. Un nouvel état de frontière a été développé pour la méthode discrète d'élément. Cette frontière est différente des boundries périodiques, rigides, ou flexibles conventionnels. Ce nouveau mécanisme de frontière a été développé pour simuler les essais à trois axes. La nouvelle frontière, frontière hydrostatique, a simulé le fluide de chambre mais pas la membrane en caoutchouc. Quand une particule (ellipsoïdes dans nos simulations) entre en contact avec la frontière hydrostatique, de la pression est développée. L'interaction entre la particule et la frontière est calculée analytiquement a basé sur la géométrie. Cet état de frontière hydrostatique a été mis en application dans un code discret ellipsoïde existant d'élément. Des essais vidangés par compression à trois axes ont été réalisés avec des frontières périodiques et hydrostatiques. Le résultat a montré une augmentation d'angle de frottement au-dessus des valeurs observées du mécanisme périodique de frontière. Le résultat ressemble également étroitement aux données à trois axes expérimentales. Treize spécimens ont été produits et ont été employés pour étudier les variables suivantes : forme de particules, taille de spécimen, et rapport de vide. Une pente unique du rapport linéaire entre l'angle de frottement et le rapport vide a été identifiée pour monosize des spécimens de différentes formes de particules. On le constate que l'angle de frottement diminue à mesure que l'allongement augmente à condition que le rapport vide des deux spécimens soit identique. L'angle de frottement est proportionnel linéaire au nombre de coordination pour monosize des spécimens sans se soucier la taille de spécimen. En outre, la taille de spécimen n'influence pas le comportement des spécimens de deux-taille.
DEWEY :	620.1
ISSN :	0733-9399
En ligne :	tang@unm.edu