Code_Aster
®
Version
5.0
Titre :
SSNV154 - Essai triaxial drainé avec le modèle CJS (niveau 3)
Date :
04/03/02
Auteur(s) :
C. CHAVANT, Ph. AUBERT
Clé
:
V6.04.154-A
Page :
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Manuel de Validation
Fascicule V6.04 : Statique non linéaire des structures volumiques
HT-66/02/001/A
Organisme(s) :
EDF/AMA, CNEPE
Manuel de Validation
Fascicule V6.04 : Statique non linéaire des structures volumiques
Document : V6.04.154
SSNV154 - Essai triaxial drainé avec le modèle CJS
(niveau 3)
Résumé
Ce test permet de valider le niveau 3 du modèle CJS. Il s'agit d'un essai triaxial en condition drainée. Les
calculs sont effectués uniquement sur la partie solide du sol sans couplage hydromécanique. Le niveau de
confinement est de 400 KPa.
Par raison de symétrie, on ne s'intéresse qu'au huitième d'un échantillon soumis à un essai triaxial. Deux
modélisations sont présentées. La modélisation a est axisymétrique. Dans la modélisation b, 3D, l'échantillon
testé est tourné d'un angle de -
/6 par rapport à l'axe x. Par conséquent, les directions x, y, z ne sont plus
directions principales. Cela permet de valider les opérations d'intégration numérique du modèle qui agissent sur
les termes non diagonaux des tenseurs des déformations et des contraintes.
Il s'agit d'un test de non régression. Néanmoins, les résultats obtenus avec le Code_Aster pour le modèle CJS3
sont comparés avec ceux obtenus avec une version privée du logiciel FLAC -2D.
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Titre :
SSNV154 - Essai triaxial drainé avec le modèle CJS (niveau 3)
Date :
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1
Problème de référence
1.1 Géométrie
z
x
y
e
l
h
C
A
B
Coordonnées des points (en mètres) :
A
B
C
x 0. 0.
0.5
y 0. 1.
0.5
z 0. 0.
0.5
1.2
Propriété de matériaux
E = 35,6616541 10
3
kPa
= 0,15037594
Paramètres CJS3 :
= - 0,55
= 0,82 R
m
= 0,05
R
c
= 0,265
n = 0,6
K
op
= 25,5 10
3
kPa
b = 7.0 kPa
µ = 0.021
p
co
= -600 kPa
c = 30.0
P
a
= -100 kPa
1.3
Conditions initiales, conditions aux limites, et chargement
Phase 1 :
On amène l'échantillon à un état homogène :
xx
yy
zz
0
0
0
=
=
, en imposant la pression de
confinement correspondante sur les faces avant, latérale droite et supérieure. Les déplacements sont
bloqués sur les faces arrière (
u
x
= 0
), latérale gauche (
u
y
= 0
) et inférieure (
u
z
= 0
).
Phase 2 :
On maintient les déplacements bloqués sur les faces arrière (
u
x
= 0
), latérale gauche (
u
y
= 0
) et
inférieure (
u
z
= 0
), ainsi que la pression de confinement sur les faces avant et latérale droite. On
applique un déplacement imposé sur la face supérieure :
( )
u t
z
, de façon à obtenir une déformation
zz
= -20 %
(comptée à partir du début de la phase 2).
hauteur :
h = 1 m
largeur :
l
= 1 m
épaisseur :
e = 1 m
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2
Solution de référence
2.1
Méthode de calcul utilisée pour la solution de référence
Les résultats obtenus avec une version privée du logiciel FLAC 2D servent de référence.
2.2
Résultats de référence
Contraintes
xx
,
yy
et
zz
au point A.
2.3 Bibliographie
[1]
Board, « FLAC (Fast Lagrangian Analysis of Continua) Version 2.20. U.S. NRC »,
NUREG/CR-5430, October 1989.
[2]
« Flac Fast Lagrangian Analysis of Continua. Theory and Background. » Itasca Consulting
Group.
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3 Modélisation
A
3.1
Caractéristique de la modélisation
3D :
y
z
x
Découpage : 1 en hauteur, 1 en largeur.
Chargement de la phase 1 :
Pression de confinement :
xx
yy
0
0
=
= 400 kPa.
Niveau 3 du modèle CJS
3.2
Caractéristique du maillage
Nombre de noeuds : 4
Nombre de mailles et types : 1
QUAD4
et 4
SEG2
3.3 Fonctionnalités
testées
Commandes
DEFI_MATERIAU CJS
STAT_NON_LINE COMP_INCR
RELATION
'CJS'
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4
Résultats de la modélisation A
4.1 Valeurs
testées
Pour
xx
yy
0
0
=
= 400 kPa
Localisation Numéro
d'ordre
déformation
axiale
zz
(%)
contrainte
(kPa)
Référence
FLAC 2D
Aster %
différence
Point A 10
4.0 %
xx
400.0
400.000 <
0.05
50
20.0
%
xx
400.0 400.000 < 0.05
10
4.0 %
zz
400.0
400.000 < 0.05
50
20.0
%
zz
400.0 400.000 < 0.05
2
0.8 %
yy
667.209
667.2087 <
0.05
5
2.0
%
yy
917.634
917.6343 <
0.05
10
4.0
%
yy
1184.57
1184.5705 <
0.05
20
8.0
%
yy
1337.38
1337.3821 <
0.05
34
12.0
%
yy
1351.76
1351.7551 <
0.05
40
16.0
%
yy
1350.80
1350.8029 <
0.05
50
20.0
%
yy
1348.54
1348.5422 <
0.05
4.2 Paramètres
d'exécution
Version :
5.07.01
Machine :
SGI-ORIGIN 2000
Système :
IRIX64
Encombrement mémoire : 100 MO
Temps CPU User : 63 s
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5 Modélisation
B
5.1 Géométrie
z
y
x
e
l
h
A
/6
B
C
D
E
F
G
H
Coordonnées des points (en mètres) :
A
B
C
D
x 0. 0.
1. 1.
y 0. 0.8660254037844
5
0.8660254037844
5
0.
z 0. 0.5
0.5
0.
5.2
Caractéristique de la modélisation
3D :
Découpage :1 en hauteur, en largeur et en épaisseur.
Chargement de la phase 1 :
Pression de confinement : 400 kPa.
Niveau 3 du modèle CJS
5.3
Caractéristique du maillage
Nombre de noeuds : 8
Nombre de mailles et types : 1
HEXA8
et 6
QUA4
5.4 Fonctionnalités
testées
Commandes
DEFI_MATERIAU CJS
STAT_NON_LINE COMP_INCR
RELATION
'CJS'
hauteur :
h = 1 m
largeur :
l
= 1 m
épaisseur :
e = 1 m
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Résultats de la modélisation B
6.1 Valeurs
testées
Pour confinement : 400 kPa
Localisation Numéro
d'ordre
déformation
axiale
zz
(%)
contrainte
(kPa)
Référence
Aster %
différence
Point A
10
2.0 %
xx
400.0 400.000
<
10
6
50
10.0
%
xx
400.0 400.000
< 10
6
100
20.0
%
xx
400.0 400.000
< 10
6
10 2.0
%
yy
53.221
53.22098 <
10
6
50
10.0
%
yy
63.7665 63.76653
< 10
6
100
20.0
%
yy
63.7165 63.71645
< 10
6
10 2.0
%
zz
79.6629 79.66294
< 10
6
50
10..0
%
zz
111.3 111.29959 < 10
6
100
20.0
%
zz
111.149 111.14935
< 10
6
10
2.0
%
yz
22.8994 22.89941
< 10
6
50
10.0
%
yz
41.1648 41.16483
< 10
6
100
20.0
%
yz
41.0781 41.07809
< 10
6
6.2 Paramètres
d'exécution
Version :
5.07.01
Machine :
SGI-ORIGIN 2000
Système :
IRIX64
Encombrement mémoire : 32MO
Temps CPU User : 106 s
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Version
5.0
Titre :
SSNV154 - Essai triaxial drainé avec le modèle CJS (niveau 3)
Date :
04/03/02
Auteur(s) :
C. CHAVANT, Ph. AUBERT
Clé
:
V6.04.154-A
Page :
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Manuel de Validation
Fascicule V6.04 : Statique non linéaire des structures volumiques
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7
Synthèse des résultats
Les résultats d'Aster coïncident avec ceux de FLAC avec un écart inférieur à 0,05%.