Published January 1, 2019 | Version v1
Publication Open

Geogrid pull-out modelling using DEM

  • 1. Instituto Tecnológico de Aeronáutica
  • 2. Sols, Solides, Structures, Risques

Description

With the advancement of the use of synthetic reinforcements in geotechnics, a greater understanding of the mechanisms involved in soil-reinforcement interaction is the focus of major research centres on the subject. The topic of this study is the shearing behaviour at interfaces between granular materials and geogrids. The main objective is to provide a more fundamental understanding of some micromechanisms present in this type of interface, which in turn are important to optimize the design of such reinforcement. The numerical modelling of these reinforced structures must deal with the complexity of the material-reinforcement interaction problem; therefore, it requires specific numerical models whose formulations admit localized behaviours in the contacts as well as the granular nature of the material (e.g., soil, gravel, ballast). A robust and flexible way of modelling this problem is through the Discrete Element Method (DEM). The DEM proposes to model this granular nature by representing the soil as interacting constituent particles, whose behaviour is ruled by physical laws defined at the contact points. The numerical approach is desirable since it allows, in an articulated and relatively fast way, studying closely different regions of the interface, in order to identify factors and variables that are important for the problem. The purpose involves the DEM for a 3D modelling of a geogrid pull-out test to calculate the magnitude of forces in different elements of the geogrid (i.e., nodes, longitudinal and transverse members). Preparation of numerical samples has a particular importance in the final results of simulations. Thus, the numerical techniques used to obtain better geometry for the geogrid and a granular assembly with a representative grain rolling effect are also presented in this paper.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

مع تقدم استخدام التعزيزات الاصطناعية في الجيوتقنية، فإن فهمًا أكبر للآليات التي ينطوي عليها تفاعل تقوية التربة هو محور تركيز مراكز الأبحاث الرئيسية حول هذا الموضوع. موضوع هذه الدراسة هو سلوك القص في الواجهات بين المواد الحبيبية والشبكات الجغرافية. الهدف الرئيسي هو توفير فهم أكثر جوهرية لبعض الآليات الدقيقة الموجودة في هذا النوع من الواجهات، والتي بدورها مهمة لتحسين تصميم هذا التعزيز. يجب أن تتعامل النمذجة العددية لهذه الهياكل المقواة مع تعقيد مشكلة تفاعل تقوية المواد ؛ لذلك، يتطلب الأمر نماذج رقمية محددة تعترف صيغها بالسلوكيات الموضعية في الملامسات وكذلك الطبيعة الحبيبية للمادة (على سبيل المثال، التربة والحصى والصابورة). هناك طريقة قوية ومرنة لنمذجة هذه المشكلة من خلال طريقة العناصر المنفصلة (DEM). يقترح DEM نمذجة هذه الطبيعة الحبيبية من خلال تمثيل التربة كجزيئات مكونة متفاعلة، والتي يحكم سلوكها قوانين فيزيائية محددة في نقاط التلامس. النهج العددي مرغوب فيه لأنه يسمح، بطريقة واضحة وسريعة نسبيًا، بدراسة مناطق مختلفة من الواجهة عن كثب، من أجل تحديد العوامل والمتغيرات المهمة للمشكلة. يتضمن الغرض DEM للنمذجة ثلاثية الأبعاد لاختبار سحب الشبكة الأرضية لحساب حجم القوى في عناصر مختلفة من الشبكة الأرضية (أي العقد والأعضاء الطولية والعرضية). إن إعداد العينات العددية له أهمية خاصة في النتائج النهائية للمحاكاة. وبالتالي، يتم أيضًا عرض التقنيات العددية المستخدمة للحصول على هندسة أفضل للشبكة الجغرافية وتجميع حبيبي مع تأثير درفلة حبيبي تمثيلي في هذه الورقة.

Translated Description (French)

Avec l'avancement de l'utilisation des renforts synthétiques en géotechnique, une meilleure compréhension des mécanismes impliqués dans l'interaction sol-renforcement est au centre des grands centres de recherche sur le sujet. Le sujet de cette étude est le comportement au cisaillement aux interfaces entre les matériaux granulaires et les géogrilles. L'objectif principal est de fournir une compréhension plus fondamentale de certains micromécanismes présents dans ce type d'interface, qui à leur tour sont importants pour optimiser la conception d'un tel renforcement. La modélisation numérique de ces structures renforcées doit faire face à la complexité du problème d'interaction matériau-renforcement ; par conséquent, elle nécessite des modèles numériques spécifiques dont les formulations admettent des comportements localisés dans les contacts ainsi que la nature granulaire du matériau (par exemple, sol, gravier, ballast). Un moyen robuste et flexible de modéliser ce problème consiste à utiliser la méthode des éléments discrets (DEM). Le DEM propose de modéliser cette nature granulaire en représentant le sol comme des particules constitutives en interaction, dont le comportement est régi par des lois physiques définies aux points de contact. L'approche numérique est souhaitable car elle permet, de manière articulée et relativement rapide, d'étudier de près différentes régions de l'interface, afin d'identifier les facteurs et les variables qui sont importants pour le problème. Le but implique le DEM pour une modélisation 3D d'un test d'arrachement de géogrille pour calculer l'ampleur des forces dans différents éléments de la géogrille (c.-à-d., nœuds, éléments longitudinaux et transversaux). La préparation d'échantillons numériques revêt une importance particulière dans les résultats finaux des simulations. Ainsi, les techniques numériques utilisées pour obtenir une meilleure géométrie pour la géogrille et un assemblage granulaire avec un effet de laminage des grains représentatif sont également présentées dans cet article.

Translated Description (Spanish)

Con el avance del uso de refuerzos sintéticos en geotecnia, una mayor comprensión de los mecanismos involucrados en la interacción suelo-refuerzo es el foco de los principales centros de investigación sobre el tema. El tema de este estudio es el comportamiento de cizallamiento en las interfaces entre los materiales granulares y las geomallas. El objetivo principal es proporcionar una comprensión más fundamental de algunos micromecanismos presentes en este tipo de interfaz, que a su vez son importantes para optimizar el diseño de dicho refuerzo. El modelado numérico de estas estructuras reforzadas debe abordar la complejidad del problema de interacción material-refuerzo; por lo tanto, requiere modelos numéricos específicos cuyas formulaciones admitan comportamientos localizados en los contactos, así como la naturaleza granular del material (por ejemplo, suelo, grava, lastre). Una forma sólida y flexible de modelar este problema es a través del Método de Elementos Discretos (DEM). El DEM propone modelar esta naturaleza granular representando el suelo como partículas constituyentes interactuantes, cuyo comportamiento se rige por leyes físicas definidas en los puntos de contacto. El enfoque numérico es deseable ya que permite, de manera articulada y relativamente rápida, estudiar de cerca diferentes regiones de la interfaz, con el fin de identificar factores y variables que son importantes para el problema. El propósito implica el DEM para un modelado 3D de una prueba de extracción de geomalla para calcular la magnitud de las fuerzas en diferentes elementos de la geomalla (es decir, nodos, miembros longitudinales y transversales). La preparación de muestras numéricas tiene una importancia particular en los resultados finales de las simulaciones. Por lo tanto, las técnicas numéricas utilizadas para obtener una mejor geometría para la geomalla y un ensamblaje granular con un efecto de laminación de granos representativo también se presentan en este documento.

Files

e3sconf_isg2019_13015.pdf.pdf

Files (24 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:7624dcbc096921e31a1da610e19a546e
24 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
نمذجة سحب الشبكة الجغرافية باستخدام DEM
Translated title (French)
Modélisation de retrait de géogrille à l'aide de DEM
Translated title (Spanish)
Modelado extraíble de geomallas utilizando DEM

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2953921400
DOI
10.1051/e3sconf/20199213015

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1497695555
  • https://openalex.org/W1971181484
  • https://openalex.org/W2026221075
  • https://openalex.org/W2048945189
  • https://openalex.org/W2066973778
  • https://openalex.org/W2067476331
  • https://openalex.org/W2073775990
  • https://openalex.org/W2111833162
  • https://openalex.org/W4299957218
  • https://openalex.org/W4302771278