Triaxial behaviour of concrete under high stresses : Influence of the loading path
Comportement Triaxial du Béton sous fortes contraintes : Influence du trajet de chargement
Résumé
The aim of this thesis is to characterize the behaviour of concrete under high confinement and axial stress of the order of the GigaPascal. It lies within a more general scope of understanding concrete behaviour under impact. The studied concrete have properties close to those used in current construction projects. A triaxial is used to characterize the triaxial behavior of the material according to various loading paths. These tests highlight the irreversible character of the compaction of the concretes, as well as the influence of the loading path on the compaction process. The uniaxial confined and proportional tests show the existence of stress and strain limit states. The comparison of the strain thresholds shows that the limit state curve thus defined is independent of the loading path. Moreover, the first extension tests indicate that the Lode angle has no influence on the limit state curve for the stress levels reached during these tests. The study of the fracture topographies after tests shows an evolution of the inclination of the localization planes with the confining pressure. The cracking is oriented perpendicular to the maximum principal direction of loading when the stress levels increase within the material. The carried out numerical study makes it possible to evaluate the capacity of the PRM-couplé model to reproduce the experimental triaxial compression tests. This model well reproduces the isotropic compaction of the material as well as the surface threshold defined by the experimental limit states. Its major defect is not to take into account the influence of the deviatoric stresses on the behaviour in compaction observed during the experimental tests.
L'objectif de cette thèse est de caractériser le comportement du béton à des niveaux de confinement axiale de l'ordre du GigaPascal. Il s'inscrit dans un cadre plus général de maîtrise du comportement du béton sous impact. Le béton étudié est un béton dont les propriétés sont proches de celles des bétons courants. Une presse triaxiale est utilisée pour caractériser le comportement triaxial du béton selon différents trajets de chargement. Ces essais montrent le caractère irréversible de la compaction des bétons et l'influence du chemin de sollicitation sur celle-ci. Les essais uniaxiaux confinés et proportionnels montrent l'existence d'états limites en contraintes et en déformations. La comparaison des seuils de déformation montre que la surface seuil ainsi définie est indépendante du chemin de sollicitation. La comparaison des résultats des premiers essais en extension indique une absence d'influence de l'angle de Lode pour les niveaux de contrainte atteints durant les essais. L'étude des faciès de rupture après essais montre une évolution de l'inclinaison des plans de rupture avec le confinement. La fissuration s'oriente perpendiculairement à la direction principale maximale de charge lorsque les niveaux de confinement augmentent. L'étude numérique réalisée permet d'évaluer la capacité du modèle PRM-couplé à reproduire les essais triaxiaux expérimentaux. Ce modèle reproduit bien la compaction isotrope du matériau ainsi que la surface seuil définie par les états limite. Son défaut majeur est de ne pas prendre en compte l'influence des contraintes déviatoires sur le comportement en compaction du béton.
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