Softrigid particle mixtures: direct shear behavior from macro to micro

Abstract

This paper provides a summary of the main outcomes of a research activity aimed at facilitating the use of gravelrubber mixtures (GRMs) in geotechnical engineering applications. Specifically, the results of direct shear tests carried out on GRMs prepared at different volumetric rubber contents (VRC = 0, 10, 25, 40 and 100%) are reported and discussed. Moreover, an original 3D hybrid DEM numerical model for rigid-soft particle mixtures is presented, and its performance is assessed. Finally, using newly proposed constitutive equations, micro-scale factors such as fabric, force anisotropy and strong-force chains are systematically examined throughout the shearing process to gain insight on the micro-mechanical behavior of mixtures with varying VRC. RÉSUMÉ: Cet article résume les principaux résultats d'une activité de recherche visant à faciliter l'utilisation de mélanges graviercaoutchouc (GRM) dans les applications de génie géotechnique. Plus précisément, les résultats d'essais de cisaillement direct réalisés sur des GRM préparés à différentes teneurs volumétriques en caoutchouc (VRC = 0, 10, 25, 40 et 100%) sont rapportés et discutés. De plus, un modèle numérique DEM hybride 3D original pour les mélanges de particules rigides-molles est présenté et ses performances sont évaluées. Enfin, en utilisant les équations constitutives nouvellement proposées, des facteurs micro-échelles tels que le tissu, l'anisotropie de force et les chaînes de force forte sont systématiquement examinés tout au long du processus de cisaillement pour avoir un aperçu du comportement micro-mécanique des mélanges avec des VRC variables.