Shear Localization in Granular Bodies with Micro-Polar Hypoplasticity

این کتاب شبیه‌سازی‌های عددی مکان‌یابی برش در مواد دانه‌ای را با استفاده از یک مدل ساختاری هیپوپلاستیک که توسط طول مشخصه ریز ساختار به شکل قطر دانه‌ای متوسط ​​افزایش یافته است، ارائه می‌کند. با توجه به وجود طول مشخصه، مسائل مقدار مرزی به خوبی مطرح شده اند، نتایج عددی مستقل از مش هستند (نمودارهای بار-جابجایی، فاصله و ضخامت مناطق برشی)، و یک اثر اندازه قطعی مربوط به نسبت بین یک میانگین قطر دانه و اندازه نمونه گرفته شده است.

یک توضیح جامع از معادله تشکیل دهنده هیپوپلاستیک و گسترش آن در چارچوب زنجیره میکرو قطبی ارائه شده است. مشکلات شبیه سازی شده عبارتند از: فشرده سازی کرنش صفحه، برش یکنواخت و چرخه ای یک لایه طولانی بی نهایت، برش مستقیم و ساده، برش مستقیم در امتداد دیوار سازه، شمع شنی، پی نوار و فشار زمین. برخی از مشکلات چالش برانگیز مورد بحث قرار می گیرند، به عنوان مثال. شرایط مرزی دیوار، قانون عدم هم محوری و تنش-دیلاتانسی، و ناهمسانگردی بافت. علاوه بر این، اثرات اندازه قطعی و آماری بررسی می‌شوند.

This book presents numerical simulations of shear localization in granular materials using a hypoplastic constitutive model enhanced by a characteristic length of the micro-structure in the form of a mean grain diameter. Due to the presence of the characteristic length, the boundary value problems are well-posed, the numerical results are mesh-independent (load-displacement diagrams, spacing and thickness of shear zones), and a deterministic size effect related to the ratio between a mean grain diameter and specimen size is captured.

A comprehensive exposition of the hypoplastic constitutive equation and its extension within the framework of the micro-polar continuum are provided. Problems simulated include: plane strain compression, monotonic and cyclic shearing of an infinite long layer, direct and simple shearing, direct shearing along structure wall, sandpile, strip foundation and earth pressure. Some challenging problems are discussed, e.g. wall boundary conditions, non-coaxiality and stress-dilatancy rule, and textural anisotropy. Moreover, deterministic and statistical size effects are investigated.