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Thèse soutenue

Applications des approches d'homogénéisation à la modélisation tridimensionnelle de l'endommagement des matériaux quasi fragiles : formulations, validations et implémentations numériques

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Auteur / Autrice : Qizhi Zhu
Direction : Djimédo Kondo
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance en 2006
Etablissement(s) : Lille 1

Résumé

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Cette étude concerne des modélisations micromécaniques d'endommagement par muItifissuration des géomatériaux quasi fragiles. Le cadre général est celui des méthodes de changement d'échelle combinées à la thermodynamique adoptée pour la formulation des lois d'endommagement. On rappelle et analyse d'abord au chapitre 1 les différents schémas d'homogénéisation (schéma dilué, schéma Mori-Tanaka et celui de Ponte Castaneda et Willis) et leurs applications dans le contexte des milieux microfissurés. Au chapitre 2, après avoir examiné et comparé deux approches (l'une discrète, l'autre par intégration numérique de type Gauss) traitant de la généralisation des résultats à un système quelconque de fissures, on propose une formulation complète de modèles d'endommagement anisotrope incluant les effets de contact unilatéral, l'interaction entre fissures ainsi que la distribution spatiale des fissures. Les prédictions des modèles d'endommagement associés aux différents schémas d'homogénéisation, sont confrontées à des données sur deux bétons. Au chapitre 3, on traite du couplage entre l'endommagement anisotrope et les phénomènes de dissipation par frottement sur les lèvres des microfissures fermées. L'étude détaillée des divers degrés de couplage (endommagement, glissement et dilatance associée) et du rôle de différents schémas d'homogénéisation est réalisée pour un système de fissures parallèles. L'analyse est ensuite étendue à une distribution quelconque et appliqué à deux roches quasi fragiles en sollicitations muItiaxiales. L'implémentation des modèles micro-macro développés dans un code éléments finis ainsi que l'analyse des structures dégradées font l'objet du dernier chapitre.