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Scherfugenanalyse bei granularem Material im Rahmen der Cosserat-Theorie

Shearband analysis in granular material by Cosserat-theory

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Übersicht

Ein nichtlineares, elastisches Stoffgesetz wird im Rahmen der Cosserat-Theorie zur Beschreibung des Verhaltens von granularem Material bei proportionalen oder fast proportionalen Verformungsvorgängen abgeleitet. Alle Parameter des Stoffgesetzes können durch bekannte Versuchsergebnisse bestimmt werden. Der Einfluß der für das Cosserat-Kontinuum eigentümlichen Terme im Stoffgesetz wird anhand einer Scherfugenanalyse überprüft: Man erhält eine rechnerische Scherfugendicke, die man mit Ergebnissen aus Experimenten vergleichen kann.

Summary

Within the scope of Cosserat-theory a nonlinear elastic material law is derived for the description of proportional or almost proportional deformation processes in granular material. All parameters of the material law can be determined by means of triaxial compression tests. The influence of the terms in the material law specific for the Cosserat-theory is considered in a shear-band analysis: As a result of the analysis specifically interesting in the context of Cosserat-theory, one obtains a thickness of the shear band, which can be compared with observations in triaxial tests.

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Literatur

  1. Cosserat, E.; Cosserat, F.: Théorie des corps déformables. Paris: Hermann et fils 1909

    Google Scholar 

  2. Günther, W.: Zur Statik und Kinematik des Cosserat'schen Kontinuums. Abh. Braunschw. Wiss. Ges. 10 (1958) 195–213

    MATH  Google Scholar 

  3. Schaefer, H.: Das Cosserat Kontinuum. Z. Angew. Math. Mech. 47 (1967) 485–498

    MATH  Google Scholar 

  4. Cowin, S. C.; Satake, M. (Ed.): Continuum mechanical and statistical approaches in the mechanics of granular materials. Prof. of the U.S.-Japan Seminar, Sendai 1978

  5. Budianski, B.: Reassessment of deformation theories of plasticity. J. of Appl. Mech. 26 (1959) 259–264

    Google Scholar 

  6. Rudnicki, J. W.; Rice, J. R.: Conditions for the localization of deformation in pressure — sensitive materials. J. Mech. Phys. Solids 23 (1975) 371–394

    Article  Google Scholar 

  7. Vardoulakis, I.: Rock bursting as a surface instability phenomenon. Int. J. Rock Mech. Min. Sci.; Geomech. Abstr. 21 (1984) 137–144

    Article  Google Scholar 

  8. Bogdanova-Bontscheva, N.; Lippmann, H.: Rotationssymmetrisches ebenes Fließen eines granulären Modellmaterials. Acta Mech. 21 (1975) 93–113

    Article  Google Scholar 

  9. Becker, M.; Hauger, W.: Granular material — an experimental realization of a plastic Cosserat continuum? In: Mahrenholtz, Sawcuk (eds): Proc. Mechanics of inelastic media and structures. Warszawa, Poznan: Polska Akademia nauk. 1982, pp. 23–29

    Google Scholar 

  10. Rowe, P. W.: Theoretical meaning and observed values of deformation parameters for soil. Perry, R. H. G. (ed.): Proc. Roscoe Mem. Symp. Cambridge: University Press 1971, pp. 143–194

    Google Scholar 

  11. Hettler, A.; Gudehus, G.: A pressure dependent correction for displacement results from 1g model tests with sand. Géotechnique 35 (1985) 497–510

    Article  Google Scholar 

  12. Hettler, A.; Vadoulakis, I.: Behaviour of dry sand tested in a large triaxial apparaturs. Géotechnique 34 (1984) 183–198

    Google Scholar 

  13. Schaefer, H.: Versuch einer Elastizitätstheorie des zweidimensionalen Cosserat Kontinuums. Miszellaneen der angewandten Mechanik. Festschrift Walter Tollmien, Berlin: Akademie Verlag 1962, S. 277 bis 292

    Google Scholar 

  14. Dietrich, Th.: Der psammische Stoff als mechanisches Modell des Sandes. Dissertation, Universität Karlsruhe 1976

  15. Mühlhaus, H. B.: Oberflächeninstabilität bei geschichtetem Halbraum mit Biegefestigkeit. Ing. Arch. 55 (1985) 388–400

    Article  MATH  Google Scholar 

  16. Hill, R.: A general theory of uniqueness and stability in elastic-plastic solids. J. Mech. Phys. Solids 6 (1958) 236–249

    Article  MATH  Google Scholar 

  17. Hill, R.; Hutchinson, J. W.: Bifurcation phenomena in the plane tension text. J. Mech. Phys. Solids 23 (1975) 239–264

    Article  MATH  MathSciNet  Google Scholar 

  18. Biot, M. A.: Mechanics of incremental deformations. New York, London, Sydney: John Wiley Sons 1965

    Google Scholar 

  19. Mühlhaus, H. B.: Lösung von Verzweigungsproblemen und Traglastproblemen bei einer Klasse nichtlinearer Randwertprobleme der Kontinuumsmechanik. Ing. Arch. 52 (1982) 379–389

    Article  MATH  Google Scholar 

  20. Besdo, D.: Zur Beschreibung von ebenen Blockstrukturen als Cosserat-Kontinua. Z. Angew. Math. Mech. 65 (1985) T 124-T 125

    Google Scholar 

  21. Sokolovskij, V. V.: Statics of soil media. London: Butterworth 1960

    Google Scholar 

  22. Vardoulakis, I.; Graf, B.: Imperfection sensitivity of the biaxial test on dry sand. In: IUTAM Conf. on deformation and failure of granular materials. Rotterdam: Balkema 1982, pp. 485–491

    Google Scholar 

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Authors and Affiliations

  1. Lehrstuhl für Felsmechanik, Universität Karlsruhe, Richard-Willstätter-Allee, D-7500, Karlsruhe 1, Bundesrepublik Deutschland

    H. -B. Mühlhaus

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  1. H. -B. Mühlhaus
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Mühlhaus, H.B. Scherfugenanalyse bei granularem Material im Rahmen der Cosserat-Theorie. Ing. arch 56, 389–399 (1986). https://doi.org/10.1007/BF02570619

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