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Caractérisation des effets régissant le comportement dynamique du béton

Characterization of the effects governing the dynamic behavior of concrete

¹ Département de Génie Civil, Université de Béchar, Béchar, Algérie
² LMS Laboratoire de Mécanique des Structures, Université de Béchar, Béchar, Algérie
³ RisAM Laboratoire d’Évaluation et Management du Risque, Université de Tlemcen, Tlemcen, Algérie
⁴ LMH Laboratoire des Materiaux Hydrologie, Université de Sidi Bel Abbes, Sidi Bel Abbes, Algérie

^* e-mail: bouazza_mokhtar@yahoo.fr

Reçu : 29 Janvier 2017
Accepté : 13 Septembre 2018

Résumé

La description du comportement du béton sous chargements dynamiques (explosions, collisions, séismes…) fait actuellement l’objet de nombreux travaux de recherches. Bien que la modélisation reste complexe pour ce matériau à cause de la présence simultanée de plusieurs phénomènes (l’endommagement, les effets d’inertie et de viscosité, la fissuration…), un bon nombre d’approches ont été proposé en associant ces phénomènes (endommagement (Pedersen et al., Eng. Fract. Mech. 75, 3782 (2008) [1]), viscosité (Bazant et al., J. Eng. Mech. ASCE 126(9), 971 (2000a); Bazant et al., J. Eng. Mech. ASCE 126(9), 962 (2000b) [2,3])…, effet d’inertie (Reinhardt & Weerheijm, Int. J. Fract. 51, 31 (1991) [4])). Avec une loi d’endommagement, ce travail formule une description du comportement dynamique du béton en traction et en compression. Fondée sur des concepts physiques (la rigidité non linéaire endommageable associée à la déformation, la viscosité, l’inertie associée à l’accélération et la rupture par résonance), cette loi décrit l’évolution de ces différents effets intervenants lors d’un chargement dynamique du matériau. Enfin, sous la lumière des résultats, l’article propose une interprétation physique à la rupture par écaillage qui apparaît dans le béton surtout sous des charges impulsionnelles en traction (un plan de rupture droit, qui passe parfois à travers les granulats).

Abstract

The description of the concrete behavior under dynamic loadings (explosions, collisions, earthquakes…) is the subject of several research. Although modeling remains complex for the concrete because of the ending of several phenomena (the damage, viscosity, inertia, cracking…), several approaches have been proposed hinging upon each one or two of these phenomena (damage, viscosity, inertia effect…). With a damage law, this work formulates a law for the description of the dynamic behavior of the concrete in tension and compression. Based upon physical concepts (rigidity and the damage associated with deformation, viscosity and friction associated with the speed, inertia associated with acceleration, and rupture by resonance), this law describes the evolution of material in dynamics by evaluating the sizes of different intervening effects. Finally, on the light of findings, this article proposes a physical interpretation to the rupture by spaling that appears in the concrete, notably, under impulse loads in tension (a plan of rupture which sometimes goes through the aggregates).