Comportement du béton sous fort confinement

2007

This study concerns the constitutive behav iour of an ordinary and dry concrete under high confinement. In a first step, results of tests performed with a high capacity triaxial press (confining pressure up to 1 GPa) are presente d. The limit states of the material as well as the compaction phenomena of the porous concrete are clearly shown by the test results. Then, the characteristic parameters of a constituti ve model devoted to severe dynamical loading are identified. The tests are simulated by means of the model, the comparison of the test and numerical results are discussed.

Revue européenne de génie civil, 2008

Cette étude concerne l'identification du comportement du béton sous sollicitations triaxiales sévères (chutes de blocs, explosions, impacts balistiques). Pour reproduire de forts niveaux de contrainte avec des trajets de chargement bien contrôlés, des essais statiques sont réalisés sur des échantillons de béton en utilisant une presse triaxiale de très grande capacité (niveaux de contrainte de l'ordre du GPa). En outre, il est connu depuis longtemps que le rapport E/C, entrant dans la composition du béton, est un des paramètres majeurs conditionnant la porosité et la résistance de la matrice cimentaire du béton durci. L'objectif de cet article est donc de quantifier l'effet de ce rapport sur le comportement du béton sous fort confinement. A partir de la composition d'un béton de référence « ordinaire » (E/C=0,6), deux autres bétons avec des rapports E/C respectivement égaux à 0,4 et 0,8 sont formulés. Cet article présente les résultats des essais triaxiaux réalisés sur ces trois bétons. Ces résultats montrent que, contrairement à ce qui est observé en compression simple, le béton se comporte sous fort confinement comme un empilement granulaire sans aucune influence de la résistance de la matrice cimentaire.

RÉSUMÉ. Le béton, lorsqu'il est soumis à un impact, subit de fortes contraintes triaxiales. Le comportement en réponse à ce type de sollicitations a été étudié avec une presse qui applique une pression moyenne supérieure à 1 GPa sur des échantillons de diamètre 70 mm et d'élancement 2. Dans cet article, une modélisation numérique à l'échelle mésoscopique est réalisée. Le matériau est décrit de façon biphasique, avec une matrice, constitué de la pâte de ciment et des granulats fins, et des granulats approximativement ...

RÉSUMÉ. Le béton est le matériau le plus utilisé dans la construction d'ouvrages et d'infrastructures de Génie Civil. Toutefois, son comportement lors de chargements triaxiaux sévères reste mal maitrisé. Ce type de chargement est notamment rencontré lors de la sollicitation d'une structure à un chargement de type impact ou explosion. Dans cet article, les résultats d'essais triaxiaux effectués sur un béton représentatif de celui d'une enceinte de confinement de centrale nucléaire sont présentés (confinement maximum: 100 MPa). ...

2015

Les mécanismes de déformation et de détérioration du béton sont fortement influencés, d'une part, par l'hétérogénéité à l'échelle mésoscopique (agrégats et macropores) et, d'autre part, par la présence éventuelle d'eau libre à l'échelle microscopique au niveau des hydrates de ciment. Cette observation est valable tant pour des déformations très faibles (fluage du béton) que pour des chargements dynamiques sévères (impact sur une structure en béton) susceptibles de conduire à une refermeture de la porosité (compaction). Le modèle aux éléments discrets (MED) proposé décrit le comportement macroscopique du béton en prenant en compte la présence d'eau libre dans les pores. Grâce aux interactions entre éléments discrets sphériques (ED) de rayons et masses différents, le MED permet la modélisation des différents phénomènes de dégradation afin de représenter le comportement macroscopique du béton. Dans ce nouveau modèle, la fissuration et la compaction sont modélisées au niveau de l'interaction entre ED, les effets de l'eau libre sont pris en compte par l'introduction d'une dépendance entre le degré de saturation en eau et les déformations irréversibles (inélastiques). Cette dépendance est assurée, entre autres, grâce à un nouveau critère de Mohr-Coulomb. Le modèle numérique proposé a été implanté dans YADE (Yet Another Dynamic Engine) car un tel modèle discret est particulièrement adapté au traitement de situations de chargement conduisant à de la fragmentation ou des grandes déformations. Une fois l'assemblage d'éléments discrets défini, les interactions initiales entre ED sont identifiées. L'intégration temporelle explicite des équations du mouvement, avec la prise en compte des comportements non linéaires des interactions, permet d'obtenir les déplacements et vitesses de chaque élément discret. Le comportement macroscopique du béton peut être reproduit grâce à ce modèle. Les essais de compression triaxiale, oedométrique et hydrostatiques effectués au laboratoire 3SR (presse GIGA) sur des échantillons de béton ordinaires secs, humides et saturés en eau, ont été simulés avec le modèle proposé. Une comparaison des résultats expérimentaux et de simulation est présentée.

Http Dx Doi Org 10 1080 17747120 2007 9692936, 2011

La modélisation macroscopique du comportement mécanique du béton a beaucoup évoluée et les modèles actuels permettent de prendre en compte des phénomènes de plus en plus complexes. Malgré cela, et particulièrement lorsqu'on doit se préoccuper de phénomènes couplés, les différentes échelles présentes dans la structure du matériau sont mal représentées par ce type d'approche. La modélisation de la structure matérielle à l'échelle du grain de sable (mésoscopique) couplée aux méthodes de calculs non linéaires permet de rendre compte de phénomènes complexes. Les modèles mésoscopiques considèrent le béton comme un matériau multiphasique (généralement biphasique). Le comportement de la pâte est différencié de celui des inclusions (granulats) dont la géométrie est souvent idéalisée par des sphères ou des disques. Nous nous intéressons dans cette étude au rôle de la finesse de la représentation géométrique des inclusions sur les résultats fournis par le modèle.

2006

L'objectif de cette these est de caracteriser le comportement du beton a des niveaux de confinement axiale de l'ordre du GigaPascal. Il s'inscrit dans un cadre plus general de maitrise du comportement du beton sous impact. Le beton etudie est un beton dont les proprietes sont proches de celles des betons courants. Une presse triaxiale est utilisee pour caracteriser le comportement triaxial du beton selon differents trajets de chargement. Ces essais montrent le caractere irreversible de la compaction des betons et l'influence du chemin de sollicitation sur celle-ci. Les essais uniaxiaux confines et proportionnels montrent l'existence d'etats limites en contraintes et en deformations. La comparaison des seuils de deformation montre que la surface seuil ainsi definie est independante du chemin de sollicitation. La comparaison des resultats des premiers essais en extension indique une absence d'influence de l'angle de Lode pour les niveaux de contrainte a...

RESUME Les résultats d'essais en flexion composée de six poteaux de taille réaliste sont présentés dans cet article. Ils ont été coulés avec du béton à hautes performances de résistance moyenne égale à 100 MPa. • Déformation-Modèle mathématique-/code calcul.

2015

RESUME. Les travaux de recherche presentes concernent plusieurs formulations constituees de sable, d'argile, de ciment et d'eau. Differents taux de substitution de sable par l'argile et deux dosages en ciment sont testes. L'objectif est d'ameliorer la connaissance des mecanismes de deformation et de rupture des betons de sol et d'analyser l'influence des parametres de formulation sur leurs proprietes mecaniques. Des essais de compression simple sont menes afin de determiner le module d'Young (Estat), le coefficient de poisson ( ν ) et la resistance a la rupture (fc) de ces materiaux. La degradation des proprietes elastiques en fonction de la contrainte axiale est egalement evaluee, en realisant des essais de compression cycliques. Par ailleurs des mesures par ultra-son du module d'Young dynamique (Edyn) ont ete realisees. Les resultats montrent un plus fort impact de la teneur en argile du sol sur les proprietes elastiques que sur les resistances ...

Revue Française de Géotechnique

Comportement du sable d'Hostun sous faibles contraintes Résumé Les résultats obtenus pour le sable d'Hostun RF lâche et dense dans des essais triaxiaux avec des confinements compris entre 20 et 100 kPa sont présentés. En plus des essais classiques drainés et non drainés, des essais ont été effectués suivant des chemins en déformations proportionnelles. Les résultats de ces différents essais en contrainte-déformation peuvent servir de chemins de validation pour les modèles de comportement. Un essai particulier de détermination du critère de rupture confirme la non-linéarité de celui-ci dans le domaine des faibles contraintes. L'évolution de l'angle de frottement en fonction du confinement et de la pression moyenne à la rupture est comparée aux principales corrélations ainsi qu'aux résultats disponibles dans la littérature pour différents sables. L'effet du confinement-et de la densité initiale-sur le module de déformation initial et la dilatance est également présenté. Ces résultats montrent qu'il est important d'identifier les paramètres d'un modèle et de le valider dans le domaine de contraintes où ce modèle doit être utilisé.