Stress tensors for granular materials as non simple continua

ABSTRACT

We discuss the microstructural origin of stress tensors for granular materials in the context of “non simple” continuum models, of the micropolar and of the second-gradient type. Stress tensors are looked upon as generalised forces in the sense of analytical mechanics and we derive expressions that provide estimates of these quantities on the base of forces and couples exchanged between the grains in a Representative Elementary Volume (REV).

RÉSUMÉ

Nous discutons de l'origine microstructurelle des tenseurs de contraintes dans les matériaux granulaires, dans le cadre des modèles continus « non simples » comme les modèles micropolaires et de second gradient. Ces tenseurs sont regardés ici en tant que forces généralisées de la mécanique analytique. Nous obtenons les expressions permettant d'estimer ces quantités comme moyennes sur un volume élémentaire représentatif, des forces et couples échangés entre les grains.

KEYWORDS:

• granular materials
• generalised continuum models
• stress tensors
• averaging

MOTS-CLÉS:

• matériaux granulaires
• modèles continus généralisés
• tenseurs de contraintes
• changement d'échelle