Book Description
Ce travail s'inscrit dans le cadre de la modélisation du comportement du béton soumis a des sollicitations dynamiques rapides de type impact et explosion. la modélisation numérique devient un outil de prédiction particulièrement intéressant lorsqu'il s'agit d'applications a des structures de taille importante par exemple. dans notre optique d'étude, elle doit permettre la simulation de l'endommagement résiduel, tel que la fragmentation, la compaction et la fracturation des matériaux fragiles et du béton. les modèles par éléments finis sont établis dans de nombreuses branches de l'engineering et sont maintenant largement utilises pour déterminer les solutions de nombreux problèmes industriels. pour certains phénomènes physiques, cette méthode n'est pas la plus appropriée et une approche discontinue est préférable pour modéliser des problèmes particuliers comme ceux qu'on cherche a simuler. ainsi une méthode micromécanique de type élément discret est développe pour tenir compte des principaux processus de fracturation présents dans le béton : cisaillement, traction, compaction. a faible pression, le béton a un comportement adoucissant résultant de la création de multiples plans de glissement. cette notion est intégrée dans le modèle par un critère de type mohr-coulomb tandis que la rupture en traction est intégrée par une loi élastique fragile. nous montrons, en outre, que le caractère dilatant du milieu est la cause de l'augmentation de résistance en compression avec la vitesse de sollicitation alors que l'augmentation de résistance en traction doit être intégrée explicitement. un seuil de plasticité volumique de type cap coupant l'axe hydrostatique est ajoute a la surface seuil de mohr-coulomb. celui-ci permet de tenir compte de la compaction du matériau a forte pression. chaque notion d'endommagement intégrée dans le modèle est validée en utilisant des résultats expérimentaux issus d'essais statiques et dynamiques.
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Cette thèse aborde le domaine de la prédiction des ouvrages en béton armé soumis à des charges dynamiques sévères de type impact. Elle s'intéresse plus particulièrement aux impacts d'avions sur les enceintes de confinement en béton armé. La modélisation de ces structures doit être capable de reproduire de manière fiable et efficace le comportement discontinu local ainsi que la réponse globale de l'ouvrage. Localement, la méthode des éléments discrets est utilisée pour représenter correctement les phénomènes discontinus. L'application de la méthode des éléments discrets sur des structures de grandes dimensions est limitée par le nombre d'éléments discrets nécessaires. Pour garder la qualité de prédiction locale et rendre cette méthode adaptée à l'échelle d'une structure, celle-ci est couplée à la méthode des éléments finis dans les parties qui ne sont pas soumises à d'importantes discontinuités. Cette approche couplée permet des gains de temps importants, tant pour la modélisation que la pour la simulation. Une partie importante de cette thèse concerne le développement et la validation du modèle éléments discrets de béton armé. Ce travail propose une optimisation du processus d'identification des paramètres locaux du modèle discret afin de le rendre plus prédictif en ce qui concerne le béton. Ensuite, une liaison particulière, entre éléments discrets d'acier et de béton, a été conçue pour la simulation du béton armé. Enfin, elle a été utilisée pour la simulation d'impacts sur des dalles en béton armé afin de confronter les résultats à des essais expérimentaux. La deuxième partie du travail de thèse traite de la méthode de couplage entre éléments discrets et éléments finis. Une méthode existante pour les éléments finis volumiques a été étendue aux éléments finis de type coque. Enfin, la méthode de couplage a été utilisée pour simuler un impact sur une structure de type enceinte de confinement.
Author: OLIVIER.. LE VU Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 258
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL ETAIT DE CONTRIBUER A L'AMELIORATION DE L'ETAT DES CONNAISSANCES ET LA MAITRISE DES PHENOMENES DE PENETRATION DYNAMIQUE DANS LE BETON POUR DES VITESSES D'IMPACT DE L'ORDRE DE PLUSIEURS CENTAINES DE METRES PAR SECONDE. IL A PRINCIPALEMENT CONSISTE EN LA RECHERCHE, LA CARACTERISATION ET LA VALIDATION D'UN MODELE MACROSCOPIQUE DE COMPORTEMENT DU BETON A IMPLANTER DANS UN CODE DE CALCUL EXPLICITE. LE MODELE DEVELOPPE EST BASE SUR LE PRINCIPE DE PARTITION DES TENSEURS QUI DEFINIT DE MANIERE SEPAREE PARTIES SPHERIQUE ET DEVIATORIQUE DU COMPORTEMENT DU MATERIAU. UN COUPLAGE, VISANT A RENDRE COMPTE DES DIFFERENTS CHEMINS DE CHARGEMENT POSSIBLES, EST INTRODUIT DANS LE MODELE. IL S'APPUIE SUR L'HYPOTHESE SELON LAQUELLE, SOUS DES CONDITIONS D'IMPACT ET DE PENETRATION, LA COMPACTION DU BETON SE DEVELOPPE ENTIEREMENT COMME CONSEQUENCE DE LARGES DEFORMATIONS DE CISAILLEMENT DANS LA REGION DU NEZ DU PROJECTILE. L'UNE DES ORIGINALITES DE CETTE THESE EST DE S'ETRE APPUYEE SUR DES ESSAIS DYNAMIQUES POUR CARACTERISER SUCCESSIVEMENT LES DIFFERENTS ASPECTS DU MODELE DE COMPORTEMENT DEVELOPPE. LA COMPARAISON DE SIMULATIONS NUMERIQUES AVEC DES ESSAIS DE PENETRATION A GRANDE ECHELLE DEMONTRE L'APPORT D'UN COUPLAGE REPRESENTANT L'INFLUENCE PREPONDERANTE DU DEVIATEUR DES CONTRAINTES SUR LA POSSIBILITE DE FERMETURE DES PORES DANS LES MODELES DE COMPORTEMENT.
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Cette thèse aborde le domaine de la prédiction des ouvrages en béton armé soumis à des charges dynamiques sévères de type impact. Elle s'intéresse plus particulièrement aux impacts d'avions sur les enceintes de confinement en béton armé. La modélisation de ces structures doit être capable de reproduire de manière fiable et efficace le comportement discontinu local ainsi que la réponse globale de l'ouvrage. Localement, la méthode des éléments discrets est utilisée pour représenter correctement les phénomènes discontinus. L'application de la méthode des éléments discrets sur des structures de grandes dimensions est limitée par le nombre d'éléments discrets nécessaires. Pour garder la qualité de prédiction locale et rendre cette méthode adaptée à l'échelle d'une structure, celle-ci est couplée à la méthode des éléments finis dans les parties qui ne sont pas soumises à d'importantes discontinuités. Cette approche couplée permet des gains de temps importants, tant pour la modélisation que la pour la simulation. Une partie importante de cette thèse concerne le développement et la validation du modèle éléments discrets de béton armé. Ce travail propose une optimisation du processus d'identification des paramètres locaux du modèle discret afin de le rendre plus prédictif en ce qui concerne le béton. Ensuite, une liaison particulière, entre éléments discrets d'acier et de béton, a été conçue pour la simulation du béton armé. Enfin, elle a été utilisée pour la simulation d'impacts sur des dalles en béton armé afin de confronter les résultats à des essais expérimentaux. La deuxième partie du travail de thèse traite de la méthode de couplage entre éléments discrets et éléments finis. Une méthode existante pour les éléments finis volumiques a été étendue aux éléments finis de type coque. Enfin, la méthode de couplage a été utilisée pour simuler un impact sur une structure de type enceinte de confinement.
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CE TRAVAIL PORTE SUR LA MODELISATION DU COMPORTEMENT DU BETON EN DYNAMIQUE RAPIDE ET SON APPLICATION AU CALCUL DES STRUCTURES ET OUVRAGES EN BETON, BETON ARME ET BETON DE FIBRES. IL PRESENTE D'UNE PART, LE DEVELOPPEMENT D'UNE LOI DE COMPORTEMENT ADAPTEE AU MATERIAU BETON EN DYNAMIQUE, ET, D'AUTRE PART, LE DEVELOPPEMENT DES ALGORITHMES NECESSAIRES A SA MISE EN OEUVRE DANS UN CODE DE CALCULS PAR ELEMENTS FINIS. ENFIN, UNE PARTIE IMPORTANTE DE CE TRAVAIL CONCERNE L'APPLICATION DE CE MODELE A UN PROBLEME INDUSTRIEL CONCRET : L'ETUDE PREDICTIVE DE LA REPONSE DE CONTENEURS EN BETON DE FIBRES, UTILISES POUR LE STOCKAGE DES DECHETS RADIOACTIFS, SUITE A L'IMPACT RESULTANT D'UNE CHUTE LIBRE DE 5 METRES.
Author: ANIS.. KANJI NANJI Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 162
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LA CONNAISSANCE DU COMPORTEMENT DU BETON SOUS SOLLICITATIONS DE TYPE CHOC OU EXPLOSION EST NECESSAIRE POUR DIMENSIONNER LES STRUCTURES TELLES QUE LES ABRIS MILITAIRES OU LES CENTRALES NUCLEAIRE. UNE ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE SUR LE COMPORTEMENT DU BETON NON CONFINE SOUS IMPACT MET EN EVIDENCE L'EFFET DE VITESSE SUR LES CARACTERISTIQUES DU MATERIAU ET SON CARACTERE DE FRAGILE. POUR GENERER DES GAMMES DE VITESSE DE DEFORMATION SUPERIEURES A 10S 1, LE DISPOSITIF EXPERIMENTAL DES BARRES DE HOPKINSON EST EN GENERAL UTILISE. UNE ETUDE NUMERIQUE EST REALISEE SUR CE DISPOSITIF POUR COMPRENDRE LES PHENOMENES DE PROPAGATION D'ONDES DANS LE SYSTEME, POUR ANALYSER LE DEPOUILLEMENT DES ESSAIS ET POUR ORIENTER NOTRE CHOIX DE MODELISATION NUMERIQUE. LES RESULTATS DE L'ETUDE MONTRENT QUE LA MASSE MISE EN MOUVEMENT N'ENGENDRE PAS DE PERTURBATION SUFFISANTE POUR EXPLIQUER LES EFFETS DE VITESSE CONSTATES EXPERIMENTALEMENT ET QU'UNE SIMULATION DIRECTE DE L'EPROUVETTE SUFFIT POUR IDENTIFIER LES PARAMETRES D'UN MODELE. DANS CE TRAVAIL, LE MATERIAU BETON EST MODELISE PAR UN MODELE DE COMPORTEMENT VISCO-ENDOMMAGEABLE ELABORE AU LMT CACHAN POUR DE FAIBLES VITESSES DE DEFORMATION ( 12S 1). APRES MODIFICATION DE LA LOI D'ENDOMMAGEMENT, LE MODELE EST VALIDE POUR LES FORTES GAMMES DE VITESSE DE DEFORMATION (300 S 1 “600S 1) SUR DES ESSAIS DE COMPRESSION NON CONFINES SUR BARRES DE HOPKINSON. CETTE VALIDATION A NECESSITE LE DEVELOPPEMENT D'UNE METHODE D'IDENTIFICATION, BASEE SUR L'ANALYSE INVERSE, COUPLEE A LA METHODE DES ELEMENTS FINIS POUR DETERMINER LES PARAMETRES MATERIELS PAR SIMULATION DES ESSAIS. L'ANALYSE DU COMPORTEMENT DU BETON CONFINE SUR DES ESSAIS AUX BARRES DE HOPKINSON MET EN EVIDENCE LA TRANSITION D'UN DOMAINE FRAGILE VERS UN DOMAINE DUCTILE ET EGALEMENT L'EFFET DE VITESSE. EN EFFET, SOUS FORTE PRESSION HYDROSTATIQUE, LE BETON, INITIALEMENT FRAGILE, SE RIGIDIFIE SUITE A UNE FERMETURE DES PORES. LE COMPORTEMENT DU BETON CONFINE EN DYNAMIQUE EST MODELISE DANS CE TRAVAIL A PARTIR DE LA THEORIE DE LA VISCOPLASTICITE. LA TRACTION, LA COMPRESSION ET LA COMPACTION DU MATERIAU SONT PRIS EN COMPTE PAR UNE UNIQUE SURFACE SEUIL DE CHARGE. L'EVOLUTION DE LA TRACTION EST MODELISEE PAR ANALOGIE AU MODELE DE MAZARS, L'ADOUCISSEMENT EN COMPRESSION SIMPLE EST CONSIDERE SELON UN ECROUISSAGE LINEAIRE DECROISSANT ET LA COMPACTION EST CARACTERISE PAR L'EVOLUTION DE LA POROSITE DU MATERIAU.
Author: Ahmad Omar Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 0
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Ce travail concerne l'analyse de la vulnérabilité des structures de protection et des ouvrages sensibles en béton soumis à des actions dynamiques sévères (impacts, explosions) dues à des risques anthropiques d'origine accidentelle ou non. L'objet est la mise au point d'outils prévisionnels de simulation capables de décrire de manière objective le comportement dynamique du béton. Pour cela, une approche numérique novatrice reposant sur la méthode des Eléments Discrets (MED) est développée. Une première partie de cette thèse concerne la simulation des essais quasi-statiques de compression et traction uniaxiales. Une loi de transfert de moment (LTM) a été introduite pour pallier au problème de fragilité en compression simple. Ensuite, la procédure d'identification des paramètres du modèle modifié a été optimisée pour bien reproduire le comportement macroscopique du béton. Enfin, le modèle a été validé en représentant correctement le comportement quasi-statique de plusieurs types de béton. La deuxième partie du travail traite la simulation des essais de traction dynamique du béton aux barres de Hopkinson. Les résultats ont montré la nécessité de prendre l'effet de vitesse de déformation dû au matériau pour bien reproduire le comportement expérimental. Ensuite, Les paramètres du modèle permettant de reproduire cet effet de vitesse ont été identifiés. Enfin, des essais avec des taux de déformation très élevés ont été simulés et les résultats numériques ont été en accord avec le comportement observé expérimentalement.
Author: Jacky Mazars Publisher: John Wiley & Sons ISBN: 1118622871 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 425
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While the static behavior of concrete has been the subject of numerous works, the same cannot be said for the dynamic behavior. This book sets out to remedy this situation: it begins by presenting the most frequently used experimental techniques in the study of the dynamic behavior of concrete, then continues by examining seismicity and seismic behavior, soil behavior, models of concrete structures subject to seismic activity, seismic calculation methods of structures, and paraseismic engineering.
Author: Gunther Meschke Publisher: CRC Press ISBN: 1000155412 Category : Mathematics Languages : en Pages : 949
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This conference proceedings brings together the work of researchers and practising engineers concerned with computational modelling of complex concrete, reinforced concrete and prestressed concrete structures in engineering practice. The subjects considered include computational mechanics of concrete and other cementitious materials, including masonry. Advanced discretisation methods and microstructural aspects within multi-field and multi-scale settings are discussed, as well as modelling formulations and constitutive modelling frameworks and novel experimental programmes. The conference also considered the need for reliable, high-quality analysis and design of concrete structures in regard to safety-critical structures, with a view to adopting these in codes of practice or recommendations. The book is of special interest to researchers in computational mechanics, and industry experts in complex nonlinear simulations of concrete structures.
Author: Franck Camborde
Author: Jessica Rousseau
Author: OLIVIER.. LE VU
Author: Jessica Rousseau
Author: Jérôme Sercombe
Author: ANIS.. KANJI NANJI
Author: Ahmad Omar
Author: P. Chappuis
Author: Jacky Mazars
Author: Gunther Meschke