Titre original :

Modélisation multi-échelle des comportements plastiques et viscoplastiques des géomatériaux polycristallins

Titre traduit :

Multi-scale modeling of plastic and viscoplastic behavior of polycrystalline geomaterials

Mots-clés en français :
  • Matériaux quasi-fragiles
  • Autocohérence
  • Homogénéisation

  • Géomatériaux
  • Milieux hétérogènes (physique)
  • Microstructure (physique)
  • Micromécanique (physique du solide)
  • Polycristaux
  • Langue : Anglais
  • Discipline : Génie civil
  • Identifiant : 2012LIL10099
  • Type de thèse : Doctorat
  • Date de soutenance : 12/12/2012

Résumé en langue originale

La plupart des géomatériaux sont hétérogènes à différentes échelles matérielles. Le comportement mécanique macroscopique de ces matériaux dépend directement de la composition minéralogique et de la microstructure ainsi que leurs évolutions. Cette étude fait un simple essai d'étendre le modèle polycristallin le plus largement utilisé en métallographie à un type de matériaux géologiques quasi-fragiles : le granit. La fonction de charge standard et le potentiel plastique sont modifiés pour tenir compte des principales caractéristiques mécaniques des géomatériaux, e.g. la sensibilité à la pression et la dilatance plastique. Ce modèle d'auto-cohérence d'abord proposé par Hill est adoptée pour relier les champs locaux et ceux globaux. La réponse du macropolycristal est déterminée par le procédé d'homogénéisation classique. La mise en œuvre de la procédure numérique de stress microscopique et macroscopique est donnée et les éventuelles difficultés rencontrées sont mis en évidence. L'identification de sept paramètres micromécaniques est brièvement décrite. La validité du modèle développé est vérifiée par la comparaison entre les prédictions du modèle et les données expérimentales sur le test conventionnels et aussi sur le test traditionnel -- compression triaxiale.

Résumé traduit

Most geomaterials are heterogeneous material at different scales. The macroscopic mechanical behavior of these materials depends directly on the mineralogical composition and microstructure as well as their evolution. The present study makes a simple trial to extend the most widely used polycrystalline model in metallography to a typical quasi-brittle geological material--granite. The standard yield criterion and plastic potential are modified to consider the main mechanical features of geomaterial, e.g. pressure sensitivity and plastic dilatancy. The full self-consistent model firstly proposed by Hill is adopted to relate the local fields and overall ones. And the macro response of polycrystal is determined by the classical homogenization process. The numerical implementation of local and macro stress update procedure are given and the possible difficulties encountered are pointed out. The identification of seven micromechanical parameters is briefly described. The validity of the developed model is checked through the comparisons between model's predictions and experimental data on both conventional and true triaxial compression tests, respectively.

  • Directeur(s) de thèse : Shao, Jianfu
  • Laboratoire : Laboratoire de mécanique de Lille (LML)
  • École doctorale : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)

AUTEUR

  • Zeng, Tao
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