Approche par éléments discrets 3D du comportement de matériaux granulaires cohésifs faiblement contraints - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2005

Approach by 3D discrete elements of the behavior of cohesive granular materials weakly stressed

Approche par éléments discrets 3D du comportement de matériaux granulaires cohésifs faiblement contraints

Résumé

This work concerns the modelling of the mechanical behavior of granular materials at low loading levels. Numerical (Discrete Element Method), experimental and theoretical approaches are used. A three-dimensional numerical code (called tapio-K) which includes several cohesion laws has been developped. This code was validated by comparison between experimental and numerical shear tests. Furthermore, this comparison has shown that low stress tests are required to identify the influence of capillary cohesion. For this aim, a new experimental setup implementing low stresses was conceived. The measurements obtained from this setup, the simulation results and a theoretical analysis show the crucial role of liquid distribution in the bulk (discontineous liquid phase) on the shear stress. Finally, few application cases (simple compression, discharge of a wet granular material, mobility on a surface soil) are presented in order to show the abilities of the code.
L'etude porte sur la modélisation du comportement mécanique de matériaux granulaires cohésifs sous faibles niveaux de chargement. Le sujet est abordée par des approches numérique (en éléments discrets), expérimentale et théorique. Un code de calcul tridimensionnel (nommé tapio-K) a été mis au point avec comme spécificité d'intégrer plusieurs lois de cohésion. La confrontation d'essais expérimentaux et numériques de cisaillement direct d'échantillons de billes de verre a permis la validation du code de calcul. En outre, cette confrontation a mis en évidence la nécessité de réaliser des essais faiblement contraints afin de juger de l'influence de la cohésion capillaire. Un nouveau dispositif a été réalisé à cette fin. Les mesures obtenues à l'aide de ce dispositif, les simulations numériques, ainsi qu'une analyse théorique ont permis de mettre en évidence l'importance de la distribution du liquide au sein d'un matériau granulaire humide (phase liquide discontinue) sur la résistance au cisaillement. Enfin, quelques cas tests d'application (compression simple, vidange d'un matériau granulaire humide, traficabilité d'un sol de surface) sont présentés pour montrer les possibilités du code de calcul.
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Dates et versions

tel-00012112 , version 1 (11-04-2006)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00012112 , version 1

Citer

Vincent Richefeu. Approche par éléments discrets 3D du comportement de matériaux granulaires cohésifs faiblement contraints. Mécanique [physics.med-ph]. Université Montpellier II - Sciences et Techniques du Languedoc, 2005. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00012112⟩
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