Summary
Using a non-linear constitutive equation for sand with fixed material constants a necessary criterion for the shear band formation is expressed analytically. The shear band is considered as a shearing zone which may appear spontaneously in the course of a homogeneous plane deformation of a sand sample. The introduced criterion predicts not only the stress state at the moment of shear band formation but also the inclination of the shear band and the angle of initial dilatancy within the shear zone in a realistic way. As an example of application, the criterion has been applied to a finite element program which simulates the discharge of sand from a silo.
Übersicht
Mit einem nichtlinearen Stoffgesetz für Sand und festgelegten Stoffkonstanten wird eine notwendige Bedingung für die Scherfugenbildung analytisch formuliert. Dabei wird die Scherfuge als eine Scherzone betrachtet, die in einer ursprünglich homogenen und eben verzerrten Sandprobe spontan auftreten kann. Die Neigung der Scherfuge und der Anfangs-Dilatanzwinkel in der Scherfuge werden — ebenso wie der Spannungszustand bei der Scherfugenbildung — realistisch vorhergesagt. Als ein Anwendungsbeispiel wurde die hier eingeführte Bedingung in ein Finite-Element-Programm zur Berechnung des Ausflusses aus einem Silo eingesetzt.
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Kolymbas, D., Rombach, G. Shear band formation in generalized hypoelasticity. Ing. arch 59, 177–186 (1989). https://doi.org/10.1007/BF00532248
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DOI: https://doi.org/10.1007/BF00532248