, Volume 35, Issue 3, pp 183-188

Méthode expérimentale de détermination de l'énergie de rupture des bétons ordinaires

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Abstract

The aim of this paper is to determine the failure energy of ordinary concretes. This energy is considered as an intrinsic characteristic of the cracked material.

RILEM recommendations related to three-point bending tests on notched beams have been studied and applied. This experimental model needs appropriate equipment working in controlled displacement mode. The controlled force test is generally unsteady. The result is that tensile curves (σ-w) are hardly achieved until the end of the test.

In numerical modelling of the failure, it is precisely the descending branch of the curve (σ-w) which characterises the crack material because the stress reduces, whereas the crack opening increases (strain-softening).

The tests carried out are failure tensile tests in mode I. The results obtained are ultimate loads of failure related to three-point bending notched specimens. A prediction method of failure energy based on intensity factor design of critical stress has been used. The latter is the result of experimental models interpolation in the field of failure mechanics.

The results obtained are satisfactory and will allow the researchers who wish to simulate the crack by finite element modelling to use these results.

For this purpose, experimental curves (σ-w) could be approximated by using linear, two-linear or exponential straight line providing that this failure energy remains steady.

Résumé

Cet article est une contribution pour la détermination de l'énergie de rupture des bétons ordinaires. Cette énergie est considérée comme une caractéristique intrinsèque du matériau à l'état fissuré.

Les recommandations de la RILEM relatives aux essais de flexion trois points sur poutres encochées ont été exploitées et appliquées. Ce modèle expérimental demande un équipement approprié travaillant en mode déplacement contrôlé. L'essai à force contrôlée est généralement instable. Il résulte que les courbes (σ-w) en traction sont difficilement réalisables jusqu' à la fin des essais.

En modélisation numérique de la rupture, c'est justement la branche descendante de la courbe (σ-w) qui caractérise la fissuration du matériau puisque la contrainte diminue alors que l'ouverture de la fissure augmente (strain-softening).

Les essais que nous avons effectués sont des essais de rupture en mode I de traction. Les résultats obtenus sont les charges ultimes de rupture d'éprouvettes entaillées en flexion trois points. Une méthode de prédiction de l'énergie de rupture basée sur le calcul du facteur d'intensité de contrainte critique a été utilisée. Celle-ci résulte d'une interpolation de modèles expérimentaux dans le domaine de la mécanique de la rupture.

Les résultats obtenus sont très satisfaisants et vont permettre aux chercheurs désirant simuler la fissuration par modélisation d'éléments finis d'exploiter ces résultats. À cet effet, les courbes expérimentales (σ-w) peuvent être approchées par des droites linéaires, bilinéaires ou exponentielles pourvu simplement que cette énergie de rupture reste constante.