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[en] CRACK MODELING IN ASPHALT MIXTURES BY THE DISCRETE ELEMENT METHOD / [pt] MODELAGEM DO TRINCAMENTO DE MISTURAS ASFÁLTICAS PELO MÉTODO DOS ELEMENTOS DISCRETOSJULIANA MARIA MEZA LOPEZ 28 October 2021 (has links)
[pt] O trincamento de camada de mistura asfáltica é o principal tipo de
deterioração das rodovias, e o presente estudo pretende contribuir para
conhecimento dos processos de fissuramento com o objetivo de incorporar novos
parâmetros mecânicos para melhorar projetos de pavimentação rodoviária . A
modelagem computacional através do Método dos Elementos Discretos (MED),
permitiu fazer uma simulação da iniciação e da propagação do trincamento em um
ensaio de tração direta chamado de Disco Circular com Fenda (Disk Shaped
compact), considerando uma abordagem da teoria da mecânica da fratura elástica
linear (MFEL) e a incorporação do modelo constitutivo de zona coesiva (MZC).
As modelagens realizadas permitiram inferir o comportamento de corpos de prova
de Disco Circular com Fenda DC(T) feitos em laboratório. O método dos
elementos discretos monstrou-se uma ferramenta apropriada para realizar este tipo
de simulação. Também foram feitas análises da sensibilidade da resposta do
modelo em relação a diversos parâmetros mecânicos do material: módulo de
Young (E), resistência à tração (RT) e energia da fratura (Gf). Este último
parâmetro foi obtido da área sob a curva tração-deslocamento da abertura da boca
da trinca (CMOD). A análise foi realizada considerando o corpo como material
homogêneo atribuindo-se a todas as partículas propriedades idênticas. A
modelagem numérica 2D foi executada através do programa comercial PFC2D
baseado no MED. / [en] The cracking of asphalt mixture layers is the main type of deterioration of
roads in Brazil, and this study aims to contribute to improve the knowledge of
cracking processes in order to incorporate new mechanical parameters into road pavement projects. Computer modeling by the Discrete Element Method (DEM), permitted the simulation of the initiation and the propagation of cracking in a tensile test called Direct Circular Slotted Disc (Disk Shaped Compact), whose interpretation is based on the theory of linear elastic fracture mechanics and considering an specific elastoplastic model known as the cohesive zone model (CZM). Results of Direct Circular Slotted Disc tests were obtained in laboratory
and interpreted by numerical simulations using the discrete element method, with
good results. The sensitivity of model response with respect to various mechanical parameters, such as the Young s modulus (E), the tensile strength (RT) and the fracture energy (Gf) was also analyzed. This last parameter (Gf) was obtained considering the area under the traction-displacement curve from the Crack Mouth Opening Displacement (CMOD) test. The analyses were carried out considering the body as a homogeneous material, assigning to all particles identical properties.
The 2D numerical model was analyzed using the commercial software PFC2D
based on the discrete element method (MED).
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Gesteinsmechanische Versuche und petrophysikalische Untersuchungen – Laborergebnisse und numerische SimulationenBaumgarten, Lars 26 May 2016 (has links) (PDF)
Dreiaxiale Druckprüfungen können als Einstufenversuche, als Mehrstufenversuche oder als Versuche mit kontinuierlichen Bruchzuständen ausgeführt werden. Bei der Anwendung der Mehrstufentechnik ergeben sich insbesondere Fragestellungen hinsichtlich der richtigen Wahl des Umschaltpunktes und des optimalen Verlaufs des Spannungspfades zwischen den einzelnen Versuchsstufen. Fraglich beim Versuch mit kontinuierlichen Bruchzuständen bleibt, ob im Versuchsverlauf tatsächlich Spannungszustände erfasst werden, welche die Höchstfestigkeit des untersuchten Materials repräsentieren. Die Dissertation greift diese Fragestellungen auf, ermöglicht den Einstieg in die beschriebene Thematik und schafft die Voraussetzungen, die zur Lösung der aufgeführten Problemstellungen notwendig sind. Auf der Grundlage einer umfangreichen Datenbasis gesteinsmechanischer und petrophysikalischer Kennwerte wurde ein numerisches Modell entwickelt, welches das Spannungs-Verformungs-, Festigkeits- und Bruchverhalten eines Sandsteins im direkten Zug- und im einaxialen Druckversuch sowie in dreiaxialen Druckprüfungen zufriedenstellend wiedergibt. Das Festigkeitsverhalten des entwickelten Modells wurde in Mehrstufentests mit unterschiedlichen Spannungspfaden analysiert und mit den entsprechenden Laborbefunden verglichen.
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Gesteinsmechanische Versuche und petrophysikalische Untersuchungen – Laborergebnisse und numerische SimulationenBaumgarten, Lars 25 November 2015 (has links)
Dreiaxiale Druckprüfungen können als Einstufenversuche, als Mehrstufenversuche oder als Versuche mit kontinuierlichen Bruchzuständen ausgeführt werden. Bei der Anwendung der Mehrstufentechnik ergeben sich insbesondere Fragestellungen hinsichtlich der richtigen Wahl des Umschaltpunktes und des optimalen Verlaufs des Spannungspfades zwischen den einzelnen Versuchsstufen. Fraglich beim Versuch mit kontinuierlichen Bruchzuständen bleibt, ob im Versuchsverlauf tatsächlich Spannungszustände erfasst werden, welche die Höchstfestigkeit des untersuchten Materials repräsentieren. Die Dissertation greift diese Fragestellungen auf, ermöglicht den Einstieg in die beschriebene Thematik und schafft die Voraussetzungen, die zur Lösung der aufgeführten Problemstellungen notwendig sind. Auf der Grundlage einer umfangreichen Datenbasis gesteinsmechanischer und petrophysikalischer Kennwerte wurde ein numerisches Modell entwickelt, welches das Spannungs-Verformungs-, Festigkeits- und Bruchverhalten eines Sandsteins im direkten Zug- und im einaxialen Druckversuch sowie in dreiaxialen Druckprüfungen zufriedenstellend wiedergibt. Das Festigkeitsverhalten des entwickelten Modells wurde in Mehrstufentests mit unterschiedlichen Spannungspfaden analysiert und mit den entsprechenden Laborbefunden verglichen.
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