Plastic flow rule for sands with friction, dilation, density and stress state coupling

In this paper we propose a flow rule and failure criterion for sands in plane strain conditions based on Drucker-Prager formulation and enhanced with empirical Houlsby formula, which couples friction, dilation, density and stress state in the material. The resulting elasto-plastic, non-associated, shear hardening material model is implemented as a numerical procedure in the frame of finite element method and a simple compression example is presented. Because of the empirical nature of Houlsby formula, it is believed that results of numerical simulations will be more realistic both in deformation and shear strength estimation of sands.

W artykule zaproponowano prawo płynięcia oraz kryterium zniszczenia dla piasków w warunkach płaskiego stanu odkształcenia oparte na sformułowaniu Druckera-Pragera i wzbogacone o empiryczną zależność Houlsby’ego wiążącą tarcie, dylatancję, gęstość i stan naprężenia w materiale. Uzyskany sprężysto-plastyczny, niestowarzyszony, ze wzmocnieniem na ścinanie model materiału zaimplementowano jako procedurę numeryczną w ramach metody elementów skończonych i zaprezentowano prosty przykład obliczeń dla zagadnienia ściskania. Z uwagi na doświadczalny charakter formuły Houlsby’ego, uważa się, że w przypadku stosowania proponowanego modelu wyniki symulacji numerycznych będą bliższe rzeczywistości, zarówno w zakresie szacowania odkształceń, jak i wytrzymałości na ścinanie piasków.