Quan sát và đánh giá sự thay đổi về tính dị hướng của vật liệu dạng hạt dưới tải trọng cắt thông qua phương pháp phần tử rời rạc :Hội nghị khoa học trẻ lần 4

Hội nghị Khoa học trẻ lần 4 năm 2022 (YSC2022) – IUH

Ngày 14/10/2022 ISBN: 978-604-920-156-1

32  2022 Trường Đại học Công nghiệp Thành phố Hồ Chí Minh

YSC4F.303

QUAN SÁT VÀ ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI VỀ TÍNH DỊ HƯỚNG CỦA VẬT

LIỆU DẠNG HẠT DƯỚI TẢI TRỌNG CẮT THÔNG QUA PHƯƠNG PHÁP

PHẦN TỬ RỜI RẠC

TRUNG-TRI LE*

, BA-PHU NGUYEN, NHAT-PHI DOAN, VAN-NAM NGUYEN

Department of Civil Engineering, Industrial University of Ho Chi Minh City

*

[email protected]

Abstract. Trong bài bào này, các mô phỏng cắt mẫu vật liệu dạng hạt ở trạng thái rời được thực hiện thông

qua phương pháp phần tử rời rạc (DEM) nhằm đánh giá ứng xử của các chúng về sức kháng cắt và sự thay

đổi về cấu trúc liên kết của các phần tử bên trong mẫu vật liệu. Trước tiên, các mẫu được nén cố kết đẳng

hướng, sau đó biến dạng cưỡng bức được áp dụng ở phương 1-3 nhằm mô phỏng điều kiện cắt không thoát

nước (bảo toàn thể tích). Các kết quả chỉ ra rằng có sự tương quan chặt chẽ giữa sức kháng cắt, sự thay đổi

trong tính dị hướng của cấu trúc mẫu và số lượng các liên kết trung bình của phần tử hạt trong tập hợp khi

chịu tải trọng. Sau khi chạm tới trạng thái mất ổn định, sức kháng cắt giảm dần khi tiếp tục xảy ra biến dạng

thì số liên kết trung bình không có sự thay đổi đáng kể. Ngoài ra, các thành phần ứng suất cố kết là một

trong những nhân tố chính ảnh hưởng tới sức kháng cắt và tính dị hướng của mẫu vật liệu trong quá trình

chịu tải trọng cắt.

Keywords. Sức kháng cắt, tính dị hướng, phương pháp phần tử rời rạc.

INVESTIGATION ON FABRIC EVOLUTION OF GRANULAR MATERIAL UNDER

DIRECT SIMPLE SHEAR LOADING USING DISCRETE ELEMENT METHOD

Abstract. In this study, a numerical direct simple shear test was performed using the discrete element

method (DEM) to investigate the particle behaviors in terms of monotonic shear strength and the evolution

of fabric of sample under shear loading. The granular samples were subjected to an isotropic compression

phase at various confining stress values and then a shearing phase under constant volume conditions. The

results indicated that there was a close correlation between shear strength, the change in fabric anisotropy,

and coordination number during the shearing phase. After reaching an instability point, while shear strength

gradually decreased, the coordination number remained relatively constant when the shear deformation

increased continually. Additionally, confining pressure was the predominant effect on the shear strength

and fabric anisotropy characteristics during the shearing phase.

Keywords. Shear strength, fabric anisotropy, discrete element method.

1. INTRODUCTION

In soil mechanics, various laboratory tests which aims to mimic the in-situ conditions of sample in

laboratory have been performed to study the characteristics and behaviors of soil in terms of stress and

strain observation. These include oedometric compression, uniaxial compression, monotonic/cyclic shear

test, and monotonic/cyclic triaxial tests [1] - [3]. However, these ordinary stress-train test devices make it

impossible to investigate the micro parameters including fabric anisotropy, rearrangement of particles and

effects of shape and state of particle assemblies in terms of microstructure observation. Recently, discrete

element method has been used extensively as a numerical technique to solve aforementioned difficulties

and has been shown to be a strong technique used in studies to connect macro results from laboratory tests