Anisotropy and failure criteria for concrete

Summary

The migration of water within fresh concrete to produce the phenomenon known as “water gain” appears to have received far too little attention, particularly as regards failure theories which assume that concrete exhibits isotropic behaviour. It is shown that concrete is anisotropic when subjected to either tensile or compressive stresses. Reliable comparisons of tension and compression test results must therefore relate the direction of testing the specimens to the vertical direction at casting. The design of cast in-situ columns, for example, based on normal cube test results can be particularly unsafe. The effects of anisotropic behaviour upon failure envelopes for biaxial states of stress are also considered.

Résumé

La migration d'eau à travers le béton frais, qui produit le phénomène du ressuage, ne parait pas avoir suscité une attention suffisante, particulièrement en ce qui concerne les théories de la rupture qui dépendent de l'hypothèse d'un comportement isotropique du béton. On montre ici que le béton est anisotropique lorsqu'il est soumis à une contrainte en traction ou en compression. Une étude comparative sérieuse des résultats d'essais en traction et en compression doit par conséquent relier la direction de l'essai des éprouvettes à la direction verticale au moment du coulage. Le calcul de poteaux coulés in-situ d'après les résultats de l'essai normal sur cube peut, par exemple, être particulièrement inadéquat. On considère aussi les effets du comportement anisotropique sur les enveloppes de rupture pour la condition de contrainte biaxiale.