Approche micromécanique de la rupture et de la fissuration dans les géomatériaux
Résumé
This study deals with physical nonlinearities of geomaterials through a micromechanical approach. The frictional character of these materials needs to adapt the nonlinear homogenization techniques. Various methods for the determination of macroscopic strength criteria are elaborated. The limit states of a medium made up with a frictional matrix are found out depending on the nature of the flow rule (involving dilatancy or not). A micromechanical theory of poroplasticity is then built. It casts a new light on the existence of a poroplastic effective stress. It is proved that, in the case of a frictional matrix, no effective stress can be found. The nonlinearities due to the presence of frictional cracks are finally tackled. The impact of the flow rule governing the (possibly dilating) crack displacement jump and that of the damage propagation on the macroscopic behavior are highlighted.
Cette étude porte sur des non linéarités physiques des géomatériaux à travers une approche micromécanique. Le caractère frottant de ces matériaux nécessite une adaptation des techniques d'homogénéisation non linéaire. Différentes méthodes de détermination de critères de résistance macroscopiques sont élaborées. On détermine notamment les états limites d'un milieu à matrice frottante suivant la nature de la règle d'écoulement dilatante ou non). On élabore ensuite une théorie micromécanique de la poroplasticité. Elle permet d'apporter un éclairage sur l'existence d'une contrainte effective poroplastique. Dans le cas d'une matrice frottante, on montre qu'une telle contrainte effective fait défaut. Les non linéarités dues à la présence de fissures frottantes sont enfin examinées. On met en évidence l'impact de la règle d'écoulement régissant le mouvement relatif des faces des fissures (éventuellement dilatant) et de la propagation de celles-ci sur le comportement macroscopique.
Domaines
Sciences de l'ingénieur [physics]
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