A State Parameter Modified Drucker-Prager Cap Model

Farzad Eskandari, Ryan Phillips, Bipul Hawlader

In the proceedings of: GEO2010 Calgary: 63rd Canadian Geotechnical Conference & 6th Canadian Permafrost Conference

Session: W1-A

ABSTRACT: A variant of the Drucker-Prager Cap model is developed to more realistically capture the behaviour of sand under large deformation. The initiative of this work comes from the need to develop a user defined constitutive model in ABAQUS Explicit v6.7 finite element software. The model has been developed to resolve the existing issues of dilation rates of built-in models in ABAQUS. The classic Drucker-Prager model with or without a cap which are widely used in modeling of sand can lead to excessive dilation. The control and suppression of dilatancy is essential when the soil undergoes very large plastic deformation. The proposed model introduces a dilation rate in accordance with experimental correlations based on the Bolton stress dilatancy relationship. A hardening law consistent with the critical state soil mechanics concept is also proposed. The evolution of yield surface controls and limits the dilation of the soil. The proposed model requires a total of ten input parameters, which can be obtained from conventional laboratory tests. The performance of the model has been validated with the triaxial test results under drained conditions.

RÉSUMÉ: Une variante du modèle de Drucker-Prager Cap est mise au point pour capturer de façon plus réaliste le comportement des sables sous d'importantes déformations. L'initiative de ce travail vient de la nécessité d'élaborer un modèle de comportement défini par l'utilisateur dans ABAQUS Explicit v6.7. Ce modèle est développé afin de résoudre les problèmes existants des taux de dilatation des modèles encastrables. Le modèle classique de Drucker-Prager avec ou sans capuchon, qui sont largement utilisés dans l'analyse numérique des sols peut conduire à une dilatation excessive. Le contrôle et la suppression de dilatance est essentiel lorsque le sol est soumis à de grandes déformations plastiques. Le modèle proposé introduit un taux de dilatation conformément aux corrélations expérimentales basées sur la relation contrainte-dilatation de Bolton. Une loi de durcissement compatible avec les concepts de mécanique des sols à l'état critique est ajouté. L'évolution des surfaces de rendement contrôle et limite la dilatation du sol. Le modèle constitutif proposé est simple à calibrer avec un total de dix paramètres qui peuvent être obtenue à partir de test conventionnels en laboratoire. Le modèle est validé avec les résultats des essais triaxiaux en conditions drainées. 1 INTRODUCTION

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