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Contribution à la modélisation du comportement hydromécanique des géomatériaux semi-fragiles

type de publication      doctoral thesis
date de publication 04-12-2009
auteur(s) Chen Liang
jury Shao J.F.; Charlier R.; Hicher P.Y.; Pietruszczak S.; Barnichon J.D.; Duveau G.
école Université de Lille 1
  
résumé Cette étude concerne des modélisations du comportement hydromécanique des géomatériaux semi- fragiles. Le travail est principalement composé de deux parties, dans lesquelles les géomatériaux semi-fragiles isotropes et anisotropes sont étudiés respectivement. Dans la première partie, l’accent est mis sur l’influence du processus de dessiccation sur le comportement mécanique des géomatériaux isotropes. Un modèle élastoplastique couplé à l’endommagement pour les géomatériaux isotropes saturés et partiellement saturés est formulé. Ce modèle fait référence au concept du tenseur des contraintes effectives généralisées. Un nouveau critère d’endommagement est proposé pour prendre en compte les mécanismes distincts de rupture sous les différents états de contrainte (traction et/ou compression). Une série de simulations est réalisée et comparée aux résultats d’essais expérimentaux réalisés sur une argilite et un mortier. Dans la deuxième partie, afin de décrire le comportement mécanique des roches anisotropes, deux modèles anisotropes sont proposés. Dans le premier modèle seule l’influence de l’anisotropie inhérente sur le comportement mécanique est prit en considération. Un paramètre directionnel, décrit par un tenseur de fabrique, est introduit dans la formulation de la plasticité pour rendre compte de la dépendance du comportement mécanique à l’orientation de chargement des roches initialement anisotropes. Dans le second modèle, l’influence de l’anisotropie induite sur le comportement des roches initialement anisotrope est étudiée. Afin d’étudier le couplage entre les différentes anisotropies inhérente et induite, un modèle basé sur l’approche thermodynamique discrète est proposé. Suivant cette approche, le couplage entre la plasticité et l’endommagement est déterminé pour chaque famille de plan de faiblesse. Il en résulte que le modèle ainsi proposé permet de rendre bien compte des modes de ruptures observés lors des essais expérimentaux. Enfin, le modèle discret proposé est étendu à la formulation poroélastoplastique. En l’absence de données expérimentale seule une analyse qualitative de la réponse du modèle proposé sous conditions de chargement hydromécanique est réalisée.
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