S'abonner

Microstructural self-organization in granular materials during failure - 03/02/15

Doi : 10.1016/j.crme.2014.09.009 
Nejib Hadda a, , François Nicot b, Richard Wan a, Félix Darve c
a Department of Civil Engineering, University of Calgary, Calgary, Canada 
b Geomechanics Group, ETNA, Irstea, Grenoble, France 
c Laboratoire Sols Solides Structures Risques, UJF–INPG–CNRS, Grenoble, France 

Corresponding author.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

pages 12
Iconographies 12
Vidéos 0
Autres 0

Abstract

The present paper is concerned with the analysis of microstructural instabilities in granular materials and with their relation to both macroscopic localized and diffuse failure modes. A discrete-element (DEM) computer simulation of deformations in an idealized two-dimensional frictional particle assembly subject to various biaxial loadings—notably drained compression and proportional strain paths—is proposed as a prototype model to investigate the underlying physics of material failure. Based on the transfer of the second-order work criterion to the microscopic level, we seek for contacts tagged as   within the granular assembly that undergo instabilities during loading history. The DEM computations yield a description of failure as a microstructural self-organization process by which   contacts aggregate into clusters which can either grow or breakdown as the network of contacts adjusts itself to externally applied loads during deformation history. It is proposed here that there is a close relation between the clustering of   contacts and the resulting failure mode based on cluster size and spatial distribution. Localized deformations are found to correlate well with sustained growth of the above clusters, while diffuse failure has more to do with smaller clusters experiencing suppressed development. A comprehensive statistical analysis on the clusters lends support to this conclusion.

Le texte complet de cet article est disponible en PDF.

Keywords : Localized failure, Diffuse failure, Second order work, Granular materials, Clusters, Microstructural instability, Shear band, Contacts aggregates, Mesoscale, Self-organization, Discrete element method, Proportional loading path


Plan


© 2015  Académie des sciences. Publié par Elsevier Masson SAS. Tous droits réservés.
Ajouter à ma bibliothèque Retirer de ma bibliothèque Imprimer
Export

    Export citations

  • Fichier

  • Contenu

Vol 343 - N° 2

P. 143-154 - février 2015 Retour au numéro
Article précédent Article précédent
  • Modeling the influence of particle morphology on the fracture behavior of silica sand using a 3D discrete element method
  • Mehmet B. Cil, Khalid A. Alshibli
| Article suivant Article suivant
  • A DEM analysis of step-path failure in jointed rock slopes
  • Luc Scholtès, Frédéric V. Donzé

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’accès au texte intégral de cet article nécessite un abonnement.

Bienvenue sur EM-consulte, la référence des professionnels de santé.
L’achat d’article à l’unité est indisponible à l’heure actuelle.

Déjà abonné à cette revue ?

Mon compte


Plateformes Elsevier Masson

Déclaration CNIL

EM-CONSULTE.COM est déclaré à la CNIL, déclaration n° 1286925.

En application de la loi nº78-17 du 6 janvier 1978 relative à l'informatique, aux fichiers et aux libertés, vous disposez des droits d'opposition (art.26 de la loi), d'accès (art.34 à 38 de la loi), et de rectification (art.36 de la loi) des données vous concernant. Ainsi, vous pouvez exiger que soient rectifiées, complétées, clarifiées, mises à jour ou effacées les informations vous concernant qui sont inexactes, incomplètes, équivoques, périmées ou dont la collecte ou l'utilisation ou la conservation est interdite.
Les informations personnelles concernant les visiteurs de notre site, y compris leur identité, sont confidentielles.
Le responsable du site s'engage sur l'honneur à respecter les conditions légales de confidentialité applicables en France et à ne pas divulguer ces informations à des tiers.


Tout le contenu de ce site: Copyright © 2024 Elsevier, ses concédants de licence et ses contributeurs. Tout les droits sont réservés, y compris ceux relatifs à l'exploration de textes et de données, a la formation en IA et aux technologies similaires. Pour tout contenu en libre accès, les conditions de licence Creative Commons s'appliquent.