Modélisation et identification du comportement plastique visco-élastique endommageable d'un matériau agrégataire

Modelling and identification of plastic viscoelastic behavior damage of a granular material

• Auteur / Autrice : Viet Dung Le
• Direction : Didier Picart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux et structures
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Tours

Mots clés

Mots clés contrôlés

Contraintes (mécanique)

Endommagement, Mécanique de l' (milieux continus)

Béton

Pression hydrostatique

Hydrostatique

Thermodynamique

Construction -- Matériaux

Granulats

Résistance des matériaux

Contrôle non destructif

Matériaux -- Essais

Matériaux -- Fatigue

Matériaux -- Détérioration

Plasticité

Matériaux

Matériaux viscoélastiques

Viscoélasticité

Résumé

Cette étude porte sur le comportement thermomécanique d'un matériau agrégataire quasi-compact. Elle a pour objectif le développement d'un modèle de comportement répondant aux exigences requises pour une exploitation industrielle. Les réponses expérimentales mettnt en évidence un comportement comparable à celui des bétons, à savoir le caractère asymétrique (différence entre traction et compression) ainsi qu'une sensibilité à l'endommagement et à la pression hydrostatique. Une différence importante avec le comportement du béton concerne le comportement réversible qui est ici viscoélastique. Les modèles existants pour les matériaux du même type que celui étudié ne sont pas appropriés pour décrire complètement le comportement constaté. Par conséquent, un protocole expérimental spécifique a été développé à cette occasion. Il est présenté ainsi que le modèle qui en découle. Ce dernier est construit à partir des réponses issues des essais de traction, de compression uni-axiale et de compression tri-axiale sous confinement hydrostatique. Le modèle est isotrope et n'inclut qu'un nombre limité de paramètres. La limite de plasticité est décrite au moyen d'un critère parabolique à écrouissage isotrope. La règle d'écoulement est non-associée et un endommagement scalaire complète le modèle. Le modèle a été implanté dans le code de calcul Abaqus/standard sous la forme d'une procédure en Fortram. Une extension en température vient compléter la modélisation du comportement du matériau. La validation du modèle est effectuée sur la base de comparaisons avec plusieurs essais homogènes et sur structures.

This research is achieved in the general frame work of the study of the thermomechanical behaviour of a quasi-compact aggregate. It has for objective the development of a new behaviour model satisfying to the particular requirements for an industrial exploitation. The model is isotropic and includes only a limited number of parameters. The experimental response shows a behaviour material comparable to concrete, to know the following characteristics : viscoelastic, damageable and sensitive to the hydrostatic pressure. For such materials, existing models were generally developped within the framework of the dynamic and static behaviour. They are not appropriate to simulate completely the material behaviour researched. Consequently, a specific model and an experimental protocol are presented. The model is derived from the tensile tests, the compressive tests and the triaxial compresssion tests under hydrostatic containment. The plastic limit is described by the means of a parabolic criterion with isotropic hardening. The flow rule is non-associated ; an isotropic damage achieves the model. Then, the developed model is implanted in the code of calculation standard abaqus by means of a numeric integration dealed with the shape of a procedure in Fortram. An extension in temperature comes to complete the modelling of the material behaviour. The dependance in temperature of the model parameters is taken into account in the Fortram subroutine. The validation of the model is done on the basis of several homogeneous tests as well as tests on structures by comparisons data/simulation.