Experimantal study of reflective cracking and overall ultimate yield strengh model of periodic lattices - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2005

Experimantal study of reflective cracking and overall ultimate yield strengh model of periodic lattices

Etude expérimentale de la fissuration réflective et modélisation de la résistance de structures cellulaires

Céline Florence
  • Function : Author

Abstract

The thesis is a part of the collaboration between the laboratory and an industrial compagny. It deals with two topics, connected by the problem of using cellular metal materials in construction. One of the major areas of application of cellular materials is energy absorption. This property can be characterized by the plastic yield. We propose a rigorous analytical model, based on homogenization methods, to predict the plastic yield of general periodic lattices. After validation, we use this model to study the influence of defects of uniformity and symmetry of material distribution along the walls of the cells. This work which is carried out on two-dimensional and three-dimensional cells leads to conclude that non-uniformity changes plastic yield's size and form, but non-symmetry has less significant incidence. Reflective cracking is generally observed in semi-rigid pavements. It can be explained by the propagation of shrinkage cracks, at the bases treated with hydraulic binders, into bituminous wearing layer. Among the existing methods to slow down this damage, we focus on the interlayers solutions, flexible or rigid, inserted between bases and wearing layer. Rigide ones are grid layers and have to reinforce the overlayer, then to bridge over the cracks. We have highlighted that a new test with an intermediate scale compared to the existing tests is needed. We designed this test with the aim to reproduce in the sample, the variations of characteristic functions calculated in pavement.
La thèse qui fait l'objet de ce mémoire s'est déroulée dans le cadre de la collaboration entre le laboratoire et un groupe industriel. Elle traite de deux thèmes reliés par la problématique de l'utilisation de matéiaux cellulaires métalliques dans la construction. Les matériaux alvéolaires sont très appréciés pour leur propriété d'absorption d'énergie, qui est principalement caractérisée par leur domaine de résistance. Nous proposons un modèle analytique rigoureux, basé sur des techniques d'homogénéisation, permettant de prédire ce domaine de résistance pour une géométrie quelconque de structures cellulaires périodiques. Après validation, nous utilisons ce modèle pour étudier l'influence de défauts d'uniformité et de symétrie de distribution de la matière le long des parois des cellules. Ces travaux menés sur des cellules bidimensionnelles et tridimensionnelles conduisent à conclure que la non-uniformité modifie considérablement la taille et la forme du domaine de résistance, mais que la non-symétrie a une incidence plus faible. La fissuration réflective est une dégradation caractéristique des chaussées semi-rigides. Elle est due à la propagation jusqu'à la surface des fissures de retrait des assises traitées aux liants hydrauliques. Parmi les différents procédés existants pour retarder cet endommagement, nous nous intéressons aux solutions de type interfaces, souples ou rigides, insérées entre les assises et la couche de roulement. Lorsqu'elles sont rigides, elles se présentent sous forme de grilles et permettent de renforcer la couche supérieure puis de ponter les fissures. Nous avons mis en évidence qu'il était nécessaire de développer un essai à une échelle intermédiaire par rapport aux tests existants. Nous avons conçu cet essai en se basant sur la reproduction dans l'éprouvette, de variations de fonctions particulières calculées dans une chaussée.
Fichier principal
Vignette du fichier
theseflorence.pdf (7.26 Mo) Télécharger le fichier

Dates and versions

pastel-00001516 , version 1 (22-12-2005)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00001516 , version 1

Cite

Céline Florence. Experimantal study of reflective cracking and overall ultimate yield strengh model of periodic lattices. Engineering Sciences [physics]. Ecole des Ponts ParisTech, 2005. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00001516⟩
115 View
415 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More