In this work we present a simple, fast technique for generating particle packs at high packing ratios aiming at the simulation of granular compacts via the discrete element method (DEM). We start from a random sequence addition particle generation algorithm to generate a "layer" of non-overlapping spherical particles that are let to evolve dynamically in time under the action of "compacting" or "jamming" pseudo forces. A "layer-by-layer" approach is then followed to generate multiple layers on top of each other. In the end, very dense packs with pre-defined bulk shapes and sizes (e.g. rectangles in two dimensions and prisms in three dimensions) are achieved. The influence of rolling motion (with particle rotation and spin) along with inter-particle friction on the density and ordering of the generated packs is assessed. Both congruent and inhomogeneous packs (with respect to particle sizes) are created and their packing properties evaluated. We believe that simple techniques for fast generation of particle packs at high packing ratios are essential tools for the DEM simulation of granular compacts.

À Deus que sempre ilumina minha vida e guia meus passos. Ao meu orientador, Eduardo de Morais Barreto Campello, por todos os conselhos, orientações e discussões durante este período de trabalho. Aos professores Marcos Aurélio Marques Noronha e Paulo de Mattos Pimenta pelos conselhos e valiosos conceitos. Aos professores Alex Alves Bandeira e Rita Moura Fortes pelo incentivo em perseguir a vida acadêmica. Aos meus pais Duverney Rodrigues Cassares e Eliana Croques Silva Cassares por todo o empenho, esforço e incentivo realizados durante a minha vida acadêmica. À minha irmã Karolina Rodrigues Cassares e minha avó Maria Josefa Croques Beade Silva pelo incentivo. Ao Daniel Seko por toda a ajuda e incentivo. Aos engenheiros, Odair Boari Thomaz e Roberto Tamotsu Ogassawara, e equipe da Geodactha Eng. De Solos e Fundações pelo incentivo. RESUMO O objetivo deste trabalho é aplicar uma formulação viscoelástica bidimensional sob não linearidade geométrica para estado plano de deformação baseada em grandezas energicamente conjugadas a partir do gradiente da transformação e do primeiro tensor das tensões de Piola-Kirchhoff. Esta formulação viscoelástica é composta pela equação constitutiva hiperelástica de Kircchoff-Saint Venant e a função de fluência do modelo viscoelástico de Kelvin-Voigt. A formulação é aplicada em análises numéricas com método dos elementos finitos. Para tal aplicação, foi proposto o uso de elementos triangulares T6 que não apresentaram o fenômeno de travamento e são adequados para a utilização em malhas não estruturadas. Esta implementação foi aplicada para prever deslocamentos no concreto projetado de túneis. Palavras-chave: Método dos elementos finitos. Análise não linear de estruturas. Viscoelasticidade das estruturas. Túneis.

No abstract