Guilhem MOLLON
guilhem.mollon@insa-lyon.fr
Maître de Conférences
Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
Docteur - HDR (INSA Lyon)
Ingénieur INSA, Normalien, Agrégé de Génie Civil
Guilhem MOLLON
guilhem.mollon@insa-lyon.fr
Maître de Conférences
Institut National des Sciences Appliquées de Lyon
Docteur - HDR (INSA Lyon)
Ingénieur INSA, Normalien, Agrégé de Génie Civil
La simulation numérique à petite échelle des matériaux granulaires conventionnels par éléments discrets est maintenant une technique bien établie. Pour les millieux granulaires fortement déformables, en revanche, les études sont rares car les outils numériques permettant ce genre de simulation ne sont pas courant. Dans ce travail, on utilise le code MELODY, fondé sur une approche multicorps sans maillage, pour modéliser des échantillons granulaires dont les grains sont très déformables en regarde du chargement auquel ils sont soumis.
Ce code a été utilisé pour réaliser une étude détaillée du comportement mécanique des mélanges entre grains rigides et grains déformables, en situation de cisaillement. Les simulations font apparaître une grande diversité de comportement, à la fois quantitativement (résistance au pic, dilatance, raideur sécante, etc.) et qualitativement (régimes d'écoulement plastique, chaînes de forces, etc.). Cette étude ouvre la voie à des analyses plus poussées de cette classe peu étudiée de matériaux.
Figure 1. Rebond d'un corps déformable sur un substrat rigide modélisé sous MELODY.
Figure 2. Empilement sous gravité de grains déformables de formes arbitraires, et champ de contrainte de cisaillement associée.
Figure 5. Etat final des six simulations, mettant en évidence les différents régimes d'écoulement plastique.
Figure 7. Différents régimes d'écoulement plastique mis en évidence par le champ des taux de cisaillement locaux.
Figure 3. Deux classes de corps (rigides et déformables) pouvant être introduits sous MELODY.
Figure 4. Etats initiaux compactés sans frottement pour six simulations de cisaillement direct, avec des proportions croissantes de grains déformables.
Figure 6. Champs de contrainte dans les grains déformables en cours de simulation. Les concentrations de contraintes au voisinage des grains rigides apparaissent clairement.