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Bulk modulus of soft particle assemblies under compression

David Cantor, Manuel Cárdenas-Barrantes, Itthichai Preechawuttipong, Mathieu Renouf et Emilien Azéma

Communication écrite (2021)

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Abstract

Using a numerical approach based on the coupling of the discrete and finite element methods, we explore the variation of the bulk modulus K of soft particle assemblies undergoing isotropic compression. As the assemblies densify under pressure-controlled boundary conditions, we show that the non-linearities of K rapidly deviate from predictions standing on a small-strain framework or the, so-called, Equivalent Medium Theory (EMT). Using the granular stress tensor and extracting the bulk properties of single representative grains under compression, we propose a model to predict the evolution of K as a function of the sample’s solid fraction and a reference state as the applied pressure P→0. The model closely reproduces the trends observed in our numerical experiments confirming the behavior scalability of soft particle assemblies from the individual particle scale. Finally, we present the effect of the interparticle friction on K’s evolution and how our model easily adapts to such a mechanical constraint.

Département: Département des génies civil, géologique et des mines
URL de PolyPublie: https://publications.polymtl.ca/54306/
Nom de la conférence: 9th International Conference on Micromechanics on Granular Media (Powders & Grains 2021)
Date(s) de la conférence: 2021-07-05 - 2021-08-06
Titre de la revue: EPJ Web of Conferences (vol. 249)
Maison d'édition: EDP Sciences
DOI: 10.1051/epjconf/202124914014
URL officielle: https://doi.org/10.1051/epjconf/202124914014
Date du dépôt: 13 nov. 2023 10:34
Dernière modification: 02 oct. 2024 14:12
Citer en APA 7: Cantor, D., Cárdenas-Barrantes, M., Preechawuttipong, I., Renouf, M., & Azéma, E. (juillet 2021). Bulk modulus of soft particle assemblies under compression [Communication écrite]. 9th International Conference on Micromechanics on Granular Media (Powders & Grains 2021) (4 pages). Publié dans EPJ Web of Conferences, 249. https://doi.org/10.1051/epjconf/202124914014

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