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 :
1/8
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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1
Problème de référence
1.1 Géométrie
z
e
hauteur :
h = 1 m
largeur :
l
= 1 m
épaisseur :
e = 1 m
C
h
A
B
y
x
l
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 103 kPa
= 0,15037594
Paramètres CJS3 :
= - 0,55
= 0,82 Rm = 0,05
Rc = 0,265
n = 0,6
K p
o = 25,5 103 kPa
b = 7.0 kPa
µ = 0.021
pco = -600 kPa
c = 30.0
Pa = -100 kPa
1.3
Conditions initiales, conditions aux limites, et chargement
Phase 1 :
On amène l'échantillon à un état homogène : 0 = 0 = 0
xx
yy
zz , en imposant la pression de
confinement correspondante sur les faces avant, latérale droite et supérieure. Les déplacements sont
bloqués sur les faces arrière ( ux = 0 ), latérale gauche ( uy = 0 ) et inférieure ( uz = 0).
Phase 2 :
On maintient les déplacements bloqués sur les faces arrière ( ux = 0 ), latérale gauche ( uy = 0 ) et
inférieure ( uz = 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).
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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 : 0 = 0
xx
yy = 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 0 = 0
xx
yy = 400 kPa
Localisation Numéro déformation
contrainte
Référence
Aster %
différence
d'ordre
axiale
(kPa)
zz (%)
FLAC 2D
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
/6 E
F
H
hauteur :
h = 1 m
largeur :
l
= 1 m
épaisseur :
e = 1 m
h
G
A
y
B
x
D
e
l
C
Coordonnées des points (en mètres) :
A
B
C
D
x 0. 0.
1. 1.
y 0. 0.8660254037844
0.8660254037844
0.
5
5
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'
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6
Résultats de la modélisation B
6.1 Valeurs
testées
Pour confinement : 400 kPa
Localisation Numéro déformation
contrainte
Référence
Aster %
d'ordre
axiale zz (%)
(kPa)
différence
Point A
10
2.0 %
xx
400.0 400.000
<
106
50
10.0
%
xx
400.0 400.000
< 106
100
20.0
%
xx
400.0 400.000
< 106
10 2.0
% yy
53.221
53.22098 <
106
50
10.0
%
yy
63.7665 63.76653
< 106
100
20.0
%
yy
63.7165 63.71645
< 106
10 2.0
% zz
79.6629 79.66294
< 106
50
10..0
%
zz
111.3 111.29959 < 106
100
20.0
%
zz
111.149 111.14935
< 106
10
2.0
%
yz
22.8994 22.89941
< 106
50
10.0
%
yz
41.1648 41.16483
< 106
100
20.0
%
yz
41.0781 41.07809
< 106
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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7
Synthèse des résultats
Les résultats d'Aster coïncident avec ceux de FLAC avec un écart inférieur à 0,05%.
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