Simulation of the strain distribution under a two-dimensional sand pile

Wir untersuchen den gemittelten makroskopischen Spannungstensor für einen Sandhaufen, der aus weichen, konvexen, polygonalen Partikeln besteht, numerisch unter Verwendung der Methode der diskreten Elemente (DEM). Zunächst konstruieren wir zwei Arten von "Sandhaufen" mit zwei verschiedenen Schüttverfahren. Anschließend verformen wir die Sandhaufen, indem wir sie unter einer 10%igen Verringerung der Schwerkraft entspannen. Vier verschiedene Methoden, drei Best-Fit-Dehnungen und eine abgeleitete Dehnung, werden zur Bestimmung der Dehnungsverteilung unter einem Sandpfahl verwendet. Die Ergebnisse der vier verschiedenen Versionen von Spannungen, die aus der DEM-Simulation gewonnen wurden, werden miteinander verglichen. Darüber hinaus vergleichen wir den vertikalen Normaldehnungstensor zwischen zwei Arten von Sandhaufen qualitativ und zeigen, wie die Konstruktionsgeschichte der Haufen ihre Spannungsverteilung beeinflusst.