La simulation numérique discrète du comportement des matériaux granulaires

The distinct numerical modelling of the behaviour of granular materials

LTDS URA 855 École Centrale de Lyon Réseau GEO, BP 163, 69131 Ecully, France

Résumé

Cet article a pour but de présenter la méthode numérique des éléments discrets qui permet de simuler le comportement des milieux granulaires en prenant en compte leur nature discrète. Après une présentation générale de la méthode deux types d'utilisation seront analysés.

Une première série d'essais homogènes bidimensionnels et tridimensionnels permet de mettre en évidence les phénomènes locaux qui sont à la base du comportement des milieux granulaires et constitue une aide puissante pour la compréhension fine du comportement de ces milieux et pour le développement de modèles de comportement continus.

Une deuxième série d'essais non-homogènes (vidange d'un silo) montre l'intérêt de l'approche numérique discrète dans le cas où la nature discontinue du milieu pilote les phénomènes à l'échelle globale. Pour ce type de problème une approche en terme de milieu continu apparaît peu crédible.

Abstract

This paper presents the Distinct Element Method that permits the simulation of the behavior of granular materials taking into account their discrete state. After a general presentation, two types of use will be presented.

The first one performs two-dimensional and three-dimensional homogeneous tests permitting to point out the local phenomena which are the fundaments of the behavior of granular materials. The comprehension of these phenomena is a powerful help for understanding of their behavior and therefore for the development of constitutive models.

The second use consists to performe a non homogeneous test (discharge of a silo) to show the interest of the discrete numerical method when the discrete nature dominates the global behavior. In fact for this type of problem a continuum approach seems few credible.