Numerical modelling of plane strain tests on sands using a particulate approach

Powrie, W., Ni, Q., Harkness, R.M. and Zhang, X. (2005) Numerical modelling of plane strain tests on sands using a particulate approach. Géotechnique, 55 (4), 297-306. (doi:10.1680/geot.55.4.297.65492).

Abstract

This paper describes the results of a series of numerical plane strain test simulations on a particulate material, carried out using the three-dimensional particle flow code PFC-3D. Samples comprised about 10 000 non-spherical particles, each formed by strongly bonding two spheres together. The simulations demonstrate the ability of such a model to capture the essential macro-features of soil behaviour as observed in laboratory tests, including the dependence of peak strengths on the initial void ratio relative to the critical. The development of strain localisations or shear bands associated with the use of rough loading platens, and the sensitivity of the model to the initial sample porosity, particle shape factor and interparticle friction angle, were also investigated.
Cet exposé décrit les résultats d'une série de simulations numériques d'essais de déformation plane sur un maté-riau particulaire, essais effectués en utilisant le code de flux de particules en trois dimensions PFC-3D. Les échantillons étaient constitués d'environ 10 000 particules non sphériques, chacune ayant été formée en collant deux sphères ensemble. Les simulations démontrent la faculté d'un tel modèle à saisir les macro-caractéristiques essen-tielles du comportement du sol tel qu'il est observé dans les essais de laboratoire, y compris la dépendance des résistances de pointe sur le taux de pores initial par rapport au taux critique. Nous avons également étudié le développement des localisations de déformation ou de bandes de cisaillement associées à l'utilisation de plateaux de chargement grossiers, ainsi que la sensibilité du modèle à la porosité initiale de l'échantillon, le facteur forme de particule et l'angle de friction entre particules.

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Contributors

Author: W. Powrie

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