Caractérisation microstructurale de la fissuration des bétons et mortiers en mode I de propagation

par Anaclet Turatsinze

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Alain Bascoul.

Soutenue en 1992

à Toulouse 3 .

mots clés

• Mortier -- Propriétés mécaniques
• Béton -- Fissuration
• Fissuration
• Rupture, Mécanique de la
• Microstructure (physique)

Résumé

En mecanique de la rupture des mortiers et betons on admet generalement qu'il existe en fond d'une fissure reelle un volume microfissure process zone. Des observations directes sont necessaires pour confirmer cette hypothese ainsi que les modeles associes. Dans ce but, nous avons etudie le processus de fissuration d'eprouvettes de mortiers encochees en flexion trois points. Les observations ont ete realisees au microscope electronique a balayage par l'intermediaire de la technique de la replique. L'etude montre que les premiers endommagements apparaissent toujours sous forme d'une unique microfissure avant d'atteindre la charge maximum. L'amorce de la fissure n'est pas precedee par la formation de microfissures diffuses. Les observations sur les surfaces laterales d'eprouvettes montrent un seul trajet tortueux de fissure avec des branchements, sans microfissures en pointe, ni de part et d'autre de la fissure reelle. A l'interieur, le processus de fissuration est different: le trajet continu de fissures est suivi de microfissures discontinues situees dans une zone ou s'operent encore des transferts de contraintes. Cette zone peut donc etre identifiee a la process zone. Cette hypothese est corroboree par des comparaisons entre des mesures d'emprises de la process zone et des valeurs obtenues par modeles (effective crack model ou two parameter model) permettant de calculer des longueurs de fissures effectives en tenant compte des effets de la process zone. Des interactions entre les levres de la fissure ont ete mises en evidence. Elles sont une consequence de la rugosite des surfaces de rupture. Apres etude de cette rugosite, un modele est propose. Il admet qu'une part de l'energie globale de rupture est dissipee par des phenomenes de friction entre les levres de la fissure. Ce modele permet d'expliquer les resultats experimentaux qui mettent en evidence des phenomenes d'effet d'echelle et de courbe r dans le comportement du materiau en mode i de propagation

Titre traduit

Microstructural characterization of mode i crack opening in concrete and mortar

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