ANALYZING THE MACRO AND MICRO-SCALE RESPONSE OF AN IDEALISED GRANULAR MATERIAL IN DIRECT SHEAR TEST USING 3D-DEM SIMULATIONS AND EXPERIMENTAL INVESTIGATIONS

Samaneh Amirpour Harehdasht, Mourad Karray, Mahmoud N. Hussien, Varvara Roubtsova, Mohamed Chekired

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Soil Mechanics II / Mécanique des sols II

ABSTRACT: This paper describes a promising virtual approach using SiGran (3D virtual laboratory for geotechnical applications) to observe the micro-scale behaviour of an idealized matrial in direct shear test, based on the descerete element methods (DEM). To validate the numerical simulations, a series of experimental tests were also carried out. The macro-scale results obtained from DEM simulations show good agreement with those of the laboratory tests. The micro scale results from numerical simulations also were derived showing the initiation of shear bands from the side boundaries toward the centre. When sample reached the peak state the distinct shear band along the middle plane developed and became more continuous and expansive during the post-peak. The micro scale results are in good agrrements with previoues study tried to evaluate the formation of shear band in two or three dimentional simulations.

RÉSUMÉ: Cet article décrit une approche virtuelle prometteuse en utilisant SiGran (laboratoire virtuel en 3D pour les applications géotechniques) pour observer le comportement à une micro-échelle d'un matériau idéal durant l'essai de cisaillement direct sur la base des méthodes d'éléments discrets (DEM). Pour valider les simulations numériques, une série de laboratoire a été effectuée. Les résultats à une macro-échelle obtenus à partir de simulations DEM montrent un bon accord avec ceux des essais de laboratoire. Les résultats à une micro-échelle obtenus montrent aussi l'initiation de bandes de cisaillement à partir des limites latérales vers le centre. Lorsque l'échantillon atteint le pic, une bande de cisaillement distincte le long du plan médian est développée et persiste davantage après le pic. Les résultats à une micro-échelle concordent avec les études réalisées dans le passé qui ont tenté d'évaluer la formation de la bande de cisaillement dans des simulations 2D ou 3D.

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