< Terug naar vorige pagina
Project
The constitutive behaviour of granular soils under repeated dynamic loading
Het doel van dit project is de ontwikkeling van gevorderde numerieke methodes voor de berekening van het dynamisch gedrag van granulaire gronden, onderhevig aan een herhaaldelijke dynamische belasting van lage amplitude. Dit laat toe om de effecten van trillingen op gebouwen, afkomstig van weg- en spoorverkeer en bouwactiviteiten, te bestuderen. Onder deze herhaaldelijke dynamische belasting gedraagt de grond zich op korte termijn elastisch, terwijl een significante plastische vervorming optreedt na een groot aantal belastingscycli. Dit fenomeen wordt omschreven als rekaccumulatie: de accumulatie van plastische vervormingen treedt op met zeer kleine incrementen per belastingscyclus. Rekaccumulatie wordt toegeschreven aan een herordening van de korrelstructuur, drainage-effecten en het afslijten van de korrels.
Meestal wordt een fenomenologische aanpak gevolgd, waarbij de proefresultaten van cyclische triaxiaalproeven wiskundig beschreven worden. Fenomenologische modellen geven vaak enkel goede resultaten in het bereik van de spanningspaden waarvoor ze zijn opgesteld. Modellen die een groter aantal fenomenen beschrijven omvatten vaak ook meer parameters. In de meeste gevallen zijn deze parameters moeilijk te interpreteren en moeilijk te bepalen.
Om een alternatief te bieden aan deze fenomenologische modellen, wordt in dit project een micromechanische aanpak gevolgd voor de modellering van granulaire gronden. De nodige informatie op microschaal vereist enkel fysische eigenschappen van de korrels en hun interacties, in tegenstelling tot slecht begrepen modelparameters bij een fenomenologische aanpak. Dit moet leiden tot een diepgaand inzicht in de onderliggende mechanische processen en een betere voorspelling van het gedrag van granulaire gronden onder herhaaldelijke dynamische belasting. Verder wordt een homogenisatie-aanpak gevolgd, wat de berekening van zettingsproblemen van funderingen op macromechanische schaal toelaat.
De ontwikkeling van deze innovatieve constitutieve modellen wordt ondersteund door laboratoriumexperimenten, met aandacht voor zowel de micro- als macromechanische schaal. Hiervoor is een cyclische triaxiaalproef ter beschikking waarin buigelementen geïntegreerd kunnen worden.
Meestal wordt een fenomenologische aanpak gevolgd, waarbij de proefresultaten van cyclische triaxiaalproeven wiskundig beschreven worden. Fenomenologische modellen geven vaak enkel goede resultaten in het bereik van de spanningspaden waarvoor ze zijn opgesteld. Modellen die een groter aantal fenomenen beschrijven omvatten vaak ook meer parameters. In de meeste gevallen zijn deze parameters moeilijk te interpreteren en moeilijk te bepalen.
Om een alternatief te bieden aan deze fenomenologische modellen, wordt in dit project een micromechanische aanpak gevolgd voor de modellering van granulaire gronden. De nodige informatie op microschaal vereist enkel fysische eigenschappen van de korrels en hun interacties, in tegenstelling tot slecht begrepen modelparameters bij een fenomenologische aanpak. Dit moet leiden tot een diepgaand inzicht in de onderliggende mechanische processen en een betere voorspelling van het gedrag van granulaire gronden onder herhaaldelijke dynamische belasting. Verder wordt een homogenisatie-aanpak gevolgd, wat de berekening van zettingsproblemen van funderingen op macromechanische schaal toelaat.
De ontwikkeling van deze innovatieve constitutieve modellen wordt ondersteund door laboratoriumexperimenten, met aandacht voor zowel de micro- als macromechanische schaal. Hiervoor is een cyclische triaxiaalproef ter beschikking waarin buigelementen geïntegreerd kunnen worden.
Datum:1 okt 2009 → 31 dec 2011
Trefwoorden:Dynamic loading, Granular soils
Disciplines:Structurele ingenieurskunde, Andere burgerlijke ingenieurswetenschappen en bouwkunde
Project type:PhD project