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Sols, solides, structures - risques (Grenoble)

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Works: 134 works in 143 publications in 2 languages and 250 library holdings
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Most widely held works by solides, structures - risques (Grenoble) Sols
Un modèle micro-macro analytique pour la plasticité des polycristaux anisotropes by Didier Imbault( )

2 editions published in 1993 in French and held by 4 WorldCat member libraries worldwide

On construit un modele micro-macro analytique pour le comportement des metaux en grandes deformations plastiques avec anisotropies initiale et induite. Le modele est obtenu en combinant un modele polycristallin et des procedes permettant d'ecrire un potentiel plastique anisotrope, d'exprimer ses coefficients lineairement en fonction des coefficients de texture, et de reactualiser analytiquement ces derniers en fonction des deformations imposees. On utilise un potentiel dual, fonction du tenseur taux de deformation d, defini par un polynome homogene de degre 4. Ceci permet d'obtenir de tres bonnes predictions des rapports de deformation et une surface d'ecoulement tres proche de celle prevue par le modele polycristallin. Grace a celui-ci, on etudie en cisaillement simple la perte de symetrie et le choix du referentiel tournant: le repere le plus orthotrope tourne de facon discontinue en fonction de l'amplitude de cisaillement imposee. Pour la reactualisation des coefficients de texture, on construit, en utilisant l'equation de continuite pour la fonction de texture, des operateurs lineaires dependant du tenseur d. Les previsions du modele analytique complet sont testees en trajets radiaux; elles sont plus precises que celles des autres modeles testes et compatibles avec l'implantation dans les codes de simulation
Déformation et rupture dans les roches tendres et les sols indurés : Comportement homogène et localisation by Pierre Besuelle( Book )

3 editions published between 1999 and 2006 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

La localisation des deformations sous forme de bandes de cisaillement dans des roches tendres et des sols indures est etudiee par une approche experimentale et theorique : l'etude experimentale porte sur trois materiaux de caracteristiques differentes : un gres des vosges, une siltite du gard et une marne tendre de beaucaire. On decrit d'abord la mise en operation d'une cellule triaxiale a haute pression et le developpement d'une instrumentation de mesure des deformations. On presente ensuite une campagne d'essai sur un gres des vosges jusqu'a des confinements de 60 mpa. L'etude concerne le comportement homogene de la roche sur des chemins de compression, extension et isotropes, la detection de la localisation, la caracterisation des structures localisees par une observation macroscopique, des mesures tomodensitometriques et une analyse microstructurale quantitative. Sur une siltite du gard, plus raide que le gres, une etude de l'evolution de la fracturation de l'initiation jusqu'a la ruine de l'eprouvette est menee en utilisant la stereophotogrammetrie de faux relief. Pour la marne de beaucaire, le comportement normalement consolide est explore en realisant des mesures de permeabilite au cours de la deformation, en regime isotrope ou deviatoire. L'etude theorique presente la nouvelle loi cloe roche developpee specifiquement pour les roches tendres a partir du modele de lois incrementales non-lineaires hypoplastiques cloe. Elle prend en compte une dependance du comportement en volume vis-a-vis de la contrainte moyenne. L'identification de la loi est realisee sur le gres des vosges. Une analyse parametrique d'un critere explicite de bifurcation en mode localise prevoyant le moment d'apparition et l'inclinaison des bandes de cisaillement est realisee pour obtenir un calage des resultats theoriques de bifurcation sur les experiences. Cette demarche illustre l'esprit de la loi, qui considere les observations de localisation comme un element de calage de ses parametres
Conception intégrée dans l'usage : mise en œuvre d'un dispositif d'intégration produit-process dans une filière de conception de pièces forgées by Pascal Laureillard( Book )

2 editions published in 2000 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

The concept of product-process integration, ie the mode of coordination office - making for the consideration of manufacturing constraints in the design, has always been present in the history of the company Berliet and Renault VI. We show in this chapter that integration has led to the development of several devices that we assimilate to different ideal types. The historical analysis will show that the devices have not identified a link between them and they have not generated a collective transformation of the design process around the issue of product-process integration
Modelling the flow of power-law fluids through anisotropic fibrous media by Zakaria Idris( Book )

2 editions published in 2006 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The flow of power-Iaw fluids through fibrous media at low-pore Reynolds number is investigated using the homogenization method for periodic structures with multiple scale expansions. This upscaling process shows that the macroscopic pressure gradient is also a power-Iaw of the volume averaged velo city field. Experimental, numerical and theoretical results are presented. To determine the complete structure of the macroscopic flow law, numerical simulations have to be performed on representative elementary volume of porous media. ln this work, this has been achieved on 2D periodic arrays of paralle1 fibers with elliptical cross section of different aspect ratios. It is found that macroscopic flow models aIready proposed in the literature fail in reproducing numerical data within the whole volume fractions of fibers and aspect ratios ranges. Consequently, a novel methodology is proposed to establish the macroscopic tensorial seepage law within the framework of the theory of anisotropic tensor functions and using mechanical iso-dissipation curves
Modélisation des éboulements rocheux par la méthode des éléments discrets : application aux évènements réels by Yeison Cuervo( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Understanding and predicting rock avalanches are key elements in risk management when developing mountainous areas. Due to the complexity of the mechanisms involved, developments of numerical and operational tools are useful and necessary to properly estimate block trajectories and define riskiest areas. The numerical approach proposed in this thesis is based in the discrete element method which allows simulating the collective behavior of a group of rocks by using realistic block geometries and three-dimensional slope topographies. The numerical contact model handles interaction between the blocks and between the blocks and the slope by using a limited number of parameters that can be estimated by in situ measurements or feed-back analysis of ancient rockfalls events. The most influential parameters in the propagation phenomena are: the geometry and shape of blocks and topography, the contact parameters such as the normal restitution coefficient which acts in the normal direction to the contact, the friction coefficient acting in the tangential direction to the contact plane and the rolling resistance coefficient of blocks with the slope that somehow accounts of the impact mechanisms in case of soft soil.Various field results of past rockfall events or instable rocky cliffs are presented in the thesis. In addition, different procedures allowing the modeling of the whole unstable volume involved in the propagation motion are presented through real applications by using three-dimensional terrain models as input data. The numerical model was applied to three real rockfalls events, very different in terms of geometry. The parameters analyzed concerned mainly the propagation distances and energy dissipation mechanisms, deposit zones, interaction forces and impact energies on protective structures.A specific protocol for determining and estimating the contact parameters was proposed and some pre and post processing software enabling both relevant and rapid analysis of the results have been developed. The correlation between the numerical results and field observations are satisfactory with very encouraging results in terms of forecasting
Modélisation mixte éléments discrets / éléments finis de la dégradation de structures en béton armé sous impact sévère by Aurélien Masurel( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The aim of this work is to set up a numerical framework to simulate the behaviour of industrial size reinforced concrete structures subjected to severe impacts. Our model is based on three main features : 1) modeling of the concrete with a discrete method to handle easily strong material discontinuities such as initiation and propagation of macro-cracks ; 2) modeling of the reinforcement bars with finite element method to be able to represent complex reinforcement cages of industrial structures ; 3) an original steel-concrete bond model that we proposed and implemented in the dynamic explicit code EUROPLEXUS and that constitutes the main task of this work. We studied theoretically and numerically this model to guarantee its stability and precision during the time integration. We calibrated its parameters by simulating pull-out tests. To verify our model, we simulated a tie-test (a long concrete column which contains a reinforcement bar) and showed that our model ensures the correct transfert of forces between steel and concrete. After testing our model on simple benchmarks, we simulated real reinforced concrete structures subjected to impacts (soft impact on a beam, Meppen test n°II-4), allowing us to validate our numerical approach and to define some perspectives to improve the models we have developped
Contributions à l'étude thermomécanique des alliages à mémoire de forme NiTi et à la réalisation par soudage de matériaux architecturés NiTi by Vincent Delobelle( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

NiTi shape memory alloys have amazing properties due to a reversible martensitictransformation and are widely used by biomedical industries and as actuators. The firstpart of this study deals is a thermomechanical analysis of the material, based on kinematical(with digital image correlation) and thermal (with infrared camera) field measurements.An important part of this work deals with the improvement of the heat sources estimationfrom thermal fields. For this, thermal heat capacities and conductivities of austeniteand martensite were estimated with several experimental methods. Then, the heat sourceestimation method was validated from virtual data obtained numerically and from experimentaldata obtained during a martensitic transformation induced by natural cooling.This first part is concluded with the use of this technique to study shear tests. The secondpart of this study is a contribution to the realization of architectured materials composedof linked stacked tubes. Our study deals with the realization and the characterization ofthe NiTi link, realized by resistance welding
Thermo-hydro-mécanique des milieux poreux déformables avec double porosité et non-équilibre thermique local by Rachel Gelet( )

1 edition published in 2011 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

A fully coupled constitutive model is presented for a rigorous analysis of deformation, hydraulic and heat flows in saturated dual porosity media subject to thermo-hydro-mechanical loadings including those able to cause local thermal non-equilibrium. The solid phase is assumed to contain two distinct cavities: the porous blocks and the fissure network. The governing equations are derived based on the equations of conservation of mass, momentum and energy. Solution to the governing equations is obtained numerically using the finite element approach. The capabilities of the model address two energy applications: the stability of a borehole in a thermally enhanced oil recovery context and the heat extraction of enhanced geothermal systems. Substantial differences, particularly in the effective stress response, highlight the major influence of the dual porosity model and the importance of the local thermal non-equilibrium assumption to predict the behaviour of fractured media
Modélisation des glissements de terrain dans le cadre hydromécanique by Zhaohua Li( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les glissements de terrain sont les risques naturels fréquents dans le monde. D'une part, ils concernent un comportement alterné pour les géomatériaux : le comportement solide décrit classiquement par la géomécanique, et celui fluide après la rupture. D'autre part, ils peuvent être induits par plusieurs facteurs. Par exemple, la géologie, la topographie, la végétation, la variationclimatique, et les activities humaines. Dans les régions tropiques et tempérées, il est bien connu que les glissements de terrain surviennent fréquemment après les pluies intensives, à cause de la saturation des sols non saturés.Comme jusqu'à présent, il n'y a aucun modèle constitutif satisfaisant pour décrire une telle transition pour les géomatériaux non saturés, nos travaux se concentrent d'abord à un modèle unifié, qui associe un modèle hydro-élasto-plastique pour les géomatériaux non saturés, un modèle visqueux de Bingham, et un critère de transition entre les phases solide et fluide. Le modèle unifié permet dedécrire complètement le comportement avant et après la rupture, induite par des conditions hydromécaniques, pour les géomatériaux non saturés dans un cadre unifié.Ensuite, la Méthode des Eléments Finis avec les Points d'Intégration Lagrangiens (MEFPIL), qui bénéficie des avantages des approches Lagrangiennes (suivre les variables internes) et de celles Eulériennes (traiter les grandes transformations), est améliorée et choisie pour effectuer les calculs dans ce cadre. Nous avons introduit une nouvelle formulation hydro-élasto-plastique avec le couplage hydromécanique basée sur la MEFPIL, et l'implanté dans l'Ellipsis (le code basé sur la MEFPIL). En outre, pour inverser la matrice non symétrique de la formulation, un nouveau solver basé sur la méthode stabilisée du gradient bi-conjugué (BiCGSTAB) a été aussi implanté.Enfin, plusieurs benchmarks sont proposés pour valider le comportement mécanique des géomatériaux non saturés décrit par le modèle, et un glissement de terrain heuristique induit par la pluie est simulé, nous pouvons étudier les effets de paramètres divers sur l'infiltration d'eau et sur la rupture. En outre, une simulation du glissement de terrain à Shien (Chine, 2012), avec des paramètres réels est présentée
Interactions multi-phases et multi-materiaux dans les milieux granulaires by Caroline Chalak( )

1 edition published in 2016 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The discrete element method is used to study two interaction types in granular materials for two different applications.The first application embodies hydromechanical coupling to study the behavior of unsaturated granular materials. An extended numerical model of pendular bridge for spherical grains is introduced, enabling the determination of interfacial areas and taking into account the roughness of the grains. On this basis, the free energy of interfaces is defined, and its changes are found to balance the mechanical work exerted by the bridge on the particles of a two grain system, following the first law of thermodynamics. The model enables tracking the changes of free energy in deforming granular systems simulated with the discrete element method. Simulations of regular and random packings are presented to discuss the effective stress concept and check whether the Love-Weber expression of averaged stress is able to describe well the behavior of partially saturated granular materials for different configurations and mechanical aspects. Though frequently supposed to play the role of effective stress in multiphase systems, the Love-Weber stress is found to be valid only for regular packings to describe the deformation behavior in the elastic regime. In random packings, it does not compare consistently with the changes of elastic free energy.At the peak for shear strength, Love-Weber stress can be defined as a possible micromechanical effective stress formula for some configurations. It verifies a unique Mohr-Coulomb rupture envelop when the envelops are plotted in the case of random packings with rough /smooth grains and tightly graded particle size distributions. It is however shown that this property does not hold for all the possible particle size distributions.The pendular bridge model is coupled with the funicular model of Yuan et. al. (2015) allows the simulation of a full drainage process where it is shown that the addition of the menisci have a noticeable impact on the behavior of unsaturated soils.The second application embodies particle-elastic continuum interaction to study the compaction of proppant region that is of big importance in the oil and gas production industry. A granular pile is compacted between two rigid plates. The stress distribution induced by the pile of proppants on the plates is investigated and related to the opening of the fracture and the contact zone on each plate. The influence of friction angle between the grains and the grains and the plates are also investigated. The rigid plates are replaced in a second part by an elastic rock block simulated using DEM, gluing particles together with elastic contacts. DEM is shown to be adequate to simulate an elastic continuum medium as the comparison of the analysis of a rigid disc inclusion problem in the discrete rock block with analytical results of Selvadurai (1994) fit very well. The shape of the proppant pile deposited from the borehole by gravity and the geometry of the fracture for different overburden stress values are presented
Modélisation physique du renforcement par géosynthétique des remblais granulaires et cohésifs sur cavités by Mouhamad Hassoun( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The French underground is occupied by a considerable number of natural or anthropogenic underground cavities: former mining areas, quarries, karsts, tunnels and abandoned civil structures, etc. These cavities are the source of various risks of ground movements such as sinkholes and subsidence which can have a large impact on the safety people and structures or infrastructures. In order to reduce this risk, a reinforcement of the embankments by geosynthetic in the zones of potential cavities can be implemented. In this context, the thesis has been funded and managed by INERIS (research project EREVAN - Evaluation and Reduction of the Vulnerability of the properties exposed to the natural and mining Hazards), in partnership with 3SR laboratory. One of the objectives of this research is in particular to better understand, further to the opening of an underlying cavity, the behavior and the mechanisms of collapse of reinforced embankment, especially in the case of cohesive soil, in order to optimize its design.As a part of this work, various experiments on physical models in laboratory and on site have been realized. The results obtained in laboratory allowed to determine the behavior of the geosynthetic reinforcement following the collapse of a granular or/and cohesive embankment over a cavity, an important experimental database has thus been established. Full scale experiment allowed to validate the technical, economic and environmental benefits of geosynthetic reinforcement of zones subject to sinkhole.The particular contribution of this work is in the use of original physical models and measurement techniques used to simulate the occurrence of a sinkhole and follow in an accurate quantitative way the involved mechanisms, notably in the case of a cohesive backfill. In particular, a specific evaluation of load transfer mechanisms and soil - geosynthetic reinforcement interaction due to sinkhole has been enabled by the development and the validation of an image processing technique. The intensity of the load transmitted by the ground onto the geosynthetic reinforcement, the geometry of its distribution, as well as its evolution due to possible overburden load have been specifically investigated.Experimental results have been compared with analytical formulations resulting from existing design methods in the literature. This comparison allowed us to better define the domains of validity of the current analytical methods for design of geosynthetic reinforcement whether for granular or cohesive backfill, and in certain cases to formulate some recommendations
An experimental study of localized compaction in high porosity rocks : the example of Tuffeau de Maastricht by Athanasios Papazoglou( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Given their high porosity, carbonates form important water and hydrocarbons reservoirs, and they are also suitable for other applications such as CO2 storage and nuclear waste disposal. However, localized compaction in carbonates affects the stress field and the hydromechanical properties of these rocks leading to inelastic deformation and failure with potential economic, environmental and social impacts. Previous field and experimental studies have shown that in porous carbonates, unlike sandstones, a variety of micromechanisms such as pore collapse, grain crushing, debonding, crystal plasticity and pressure solution can potentially lead to inelastic compaction. Due to the coexistence of such multiple inelastic processes and the interplay among them, the dominant micromechanism responsible for failure remains poorly understood.This doctoral thesis presents an experimental investigation into the deformation mechanisms governing the mechanical behavior and failure mode of high porosity carbonate rocks. To this end, Tuffeau de Maastricht, a bioclastic sedimentary limestone exhibiting up to 52% porosity, has been tested under dry conditions. This study focuses on how stress path, confining pressure and bedding orientation affect the onset and propagation of localized compaction. Three main experimental campaigns are conducted on cylindrical specimens of 11.5 mm diameter and 22 mm height to study the brittle-ductile transition: (i) isotropic compression, (ii) uniaxial compression, and (iii) triaxial compression tests at confining pressures ranging from 1 to 5 MPa. A systematic analysis of the anisotropic behavior of Tuffeau de Maastricht is conducted on samples cored perpendicular, oblique 45° and parallel to the bedding plane. High resolution x-ray computed tomography (CT) is used to obtain 3D images of the entire specimen under loading. The acquired images are processed and full-field measurements have been used to elucidate the mechanics of initiation and propagation of localized compaction. Porosity variations during loading are measured macroscopically as well as locally. The porosity measurements are performed over a REV, which is defined with the use of statistical tools. The systematic use of x-ray micro tomography combined with the use of advanced image analysis and Digital Image Correlation (DIC) provides a quantitative 3D information the strain field inside a sample and its evolution during a test.Two failure modes are identified, based on porosity measurements and DIC: compactive shear bands at low confining pressure, and compaction bands (perpendicular to the maximum compressive stress) at higher confinement. These bands develop at essentially constant deviator stress and propagate through the whole sample punctuated by episodic stress drops. Triaxial compression tests at much higher axial strain present three distinct phases: (1) an initial quasi-linear increase of deviator stress, followed by (2) a plateau and (3) a post-plateau hardening. The essential observation from these experiments if the occurrence of a debonding phase which converts the specimen from rock-like to sand-like. A second localization, typical of dense sand, eventually occurs for very axial strain. Additional experiments that are performed on artificially debonded specimens emphasize this destructuration phase during the plateau of deviator stress. The experimental results also highlight the strong anisotropy of the mechanical behavior of the studied material
Analyse de la vulnérabilité sismique des structures à ossature en bois avec remplissage : essais expérimentaux - modélisation numérique - calculs parasismiques by Florent Vieux-Champagne( )

1 edition published in 2013 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The seismic vulnerabilty is an important issue in the design of a building. The seismicresistant behavior of timber-framed structures is particularly relevant. Two types of timberframedstructures can be distinguished : the timber-framed structures using industrial products,such as wood-products panels used to brace the structure or metal fasteners, and traditionaltimber-framed structures included infill made of natuarl materials (earth or stones masonry).The seismic resistant behavior efficiency of traditional structures remains poorly recognizedbecause of the lack of research results on this kind of construction.Therefore, the thesis aims at improving the seismic behavior knowledge of timber-framedmasonry. Based on the assumption that their behavior is driven by the response of the metalfasteners connections, a multi-scale approach is proposed. It couples experimental and numericalstudies. At the scale 1 of the connection, at the scale 2 of the elementary constitutive cell ofwalls, at the scale 3 of structural elements such as shear walls and finally at the scale 4 of theentire building.In regards to the experimental work, this method allows, on the one hand, to perform parametricstudies and to analyze the influence of each element (wood member, nails, steel strip,infill, bracing, openings) on the local behavior (scales 1 and 2) and on the global behavior(scales 3 and 4) of the structure. On the other hand, it allows to provide a database to validatethe numerical modeling at each scale.In regards to the numerical work, this multi-scale approach allows to take into account thehysteretic behavior of joints in the development of a macro-element at the scale 2. Thus, thanksto a simplified finite element modeling (macro-element assembly), the computational cost islimited and it allows to take into account the local phenomena. The model is able to predictrelatively accurately the dynamic behavior at the scale 4 of the building, tested on a shakingtable.The study, presented herein, is one of the pioneer work that deals with the analysis of theseismic vulnerability of timber-framed structures with infill panels. This study provides outlookfor the analysis of this type of buildings. It confirms that the timbered masonry structures havea relevant seismic resistant behavior
Analyse de la vulnérabilité sismique des structures à ossature en bois : essais expérimentaux, modélisation numérique, calculs parasismiques by Clément Boudaud( )

1 edition published in 2012 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les travaux de thèse visent à améliorer les connaissances sur le comportement parasismique des bâtiments à ossature en bois. Le comportement de ces bâtiments sous sollicitations sismiques est lié à celui de ses assemblages par connecteurs métalliques (pointes, vis, équerres, etc.). La modélisation numérique d'une telle structure s'appuie sur une démarche multi-échelles, afin de représenter les comportements locaux à l'échelle de l'ouvrage. Trois échelles sont définies. Échelle 1 : assemblages, échelle 2 : éléments de structure (mur, plancher, toiture), échelle 3 : bâtiment. A chaque échelle, une loi de comportement dédiée (hystérétique avec endommagement) permet la modélisation. Les calages ou validations s'appuient sur des campagnes d'essais expérimentaux. Diverses configurations de spécimen et divers chargements sont testés afin de construire une vaste base de données de résultats. Les essais sur les assemblages par connecteurs métalliques ont permis le calage du modèle numérique à l'échelle 1. Un modèle éléments finis (EF) détaillé de mur est validé expérimentalement en quasi-statique et en dynamique. Un modèle EF simplifié de mur (macro) permet de passer à l'échelle du bâti. Cet élément macro, calibré sur le modèle détaillé, permet de reproduire avec une précision satisfaisante le comportement dynamique d'un mur. L'assemblage d'éléments de murs (pleins ou avec ouverture) permet de tendre vers la modélisation tridimensionnelle d'une structure. Ce modèle numérique de structure permettra d'étudier, localement et globalement, le comportement parasismique des constructions à ossature bois afin de proposer des dispositifs constructifs et un dimensionnement adaptés à ces ouvrages en zone sismique
Design of tunnels using the hyperstatic reaction method by Dianchun Du( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

This research work aims to present the design of tunnel by means of the Hyperstatic Reaction Method (HRM). The models developed by the HRM method are firstly proposed for investigating the behaviour of U-shaped tunnels under different conditions, considering two load cases, two different geometries of U-shaped tunnel lining, two different cases of springs, change of the spring stiffness, multi-layered soil conditions, surcharge loading, and saturated soil masses. The presented models permit to obtain good predictions with a high computational efficiency in comparison to finite difference numerical modelling. Then a parametric analysis has permitted to estimate the U-shaped tunnel lining behaviour in a large number of cases which cover the conditions that are generally encountered in practice. Thereafter, taking a twin-lane metro tunnel as an example, a series of mathematical functions used in the optimization progress of sub-rectangular tunnel shape is deduced, which gives to tunnel designers a theoretical support to choose the optimal sub-rectangular tunnel shape. The effect of different parameters, like the lateral earth pressure factor, soil Young's modulus, tunnel depth, surface loads, on the internal forces and shape of sub-rectangular tunnel is then given. In the last part of the manuscript, the influence of a temperature change on the lining forces of circular tunnel by means of the HRM method is investigated, considering different factors, such as the tunnel lining thickness, lining elastic modulus and ground coefficient of thermal expansion
Comportement mécanique des joints cohésifs de béton-granite au niveau de l'interface barrage-fondation : influence géométrique et mécanique des aspérités by Bassel El Merabi( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

La résistance au cisaillement de l'interface béton-roche est un facteur clé dans l'évaluation de la stabilité contre le glissement des barrages en béton construits sur une fondation rocheuse. Alors que plusieurs études ont montré que la rugosité de la surface rocheuse ainsi que la cohésion initiale contribuent à la résistance au cisaillement de l'interface béton-roche, la plupart des recommandations pour l'évaluation de stabilité des barrages proposent des valeurs conventionnelles pour les paramètres mécaniques de cette interface. De plus, la plupart des critères proposés dans la littérature pour déterminer la résistance au cisaillement des joints rugueux sont basés sur des essais de cisaillement direct réalisés sur des joints sans cohésion initiale. Une autre difficulté majeure réside dans la quantification de la rugosité de surface par un paramètre objectif permettant de décrire l'aspect tridimensionnel ainsi que l'anisotropie observée expérimentalement. Dans ce contexte, l'un des principaux objectifs de cette thèse est de mieux comprendre le comportement en cisaillement des joints cohésifs rugueux de béton-granite et de relier la résistance au cisaillement aux paramètres morphologiques de l'interface.En raison de la complexité du comportement en cisaillement des joints cohésifs et du fait que peu d'études ont été réalisées sur des échantillons cohésifs, il a été décidé de réaliser plusieurs campagnes expérimentales sur différents types de rugosité de surface (joints lisses, bouchardés, joints avec aspérités triangulaires et surfaces naturelles). À cette fin, plus de trente essais de cisaillement direct ont été effectués sur des échantillons cohésifs et à trois niveaux de contrainte normale. L'influence de la vitesse de cisaillement sur le comportement mécanique a également été étudiée. Avant la réalisation des essais, un outil morphologique a été développé afin de fournir une quantification objective de la rugosité de surface basée sur des mesures de surface obtenues avec un profilomètre laser.Sur la base des résultats des essais de cisaillement, deux comportements différents ont été observés pour les joints naturelles en fonction de la rugosité de surface et du niveau de la contrainte normale. Ainsi, une expression analytique a été proposée afin de quantifier la contribution des différents modes de rupture à la résistance au cisaillement. Il est montré que cette expression est capable de bien prédire la résistance au cisaillement des joints naturels. De plus, un nouveau paramètre de rugosité a été proposé afin de quantifier la morphologie des joints naturels et de prendre en compte les différents niveaux de rugosité de surface impliqués dans le mécanisme de cisaillement. Ce paramètre s'est avéré être bien corrélé avec la résistance au cisaillement dans le cas des joints cisaillés à une contrainte normale inférieure à 0.6MPa.D'autre part, une modélisation en 3D des essais de cisaillement direct a été proposée par la méthode des éléments finis en incorporant la surface reconstruite des joints obtenue à partir du profilomètre laser. Deux modèles de comportement différents ont été utilisés: un modèle cohésif-frottant pour la phase de pré-pic et une loi de contact pour modéliser la phase résiduelle de cisaillement. Les paramètres mécaniques de l'interface béton-granite ont été obtenus à partir des résultats des campagnes expérimentales sur des échantillons bouchardés. La comparaison entre les résultats numériques et les données expérimentales a montré un bon accord dans la phase résiduelle et une reproduction de la forme globale de la courbe de contrainte de cisaillement
Développement d'une stratégie d'implémentation numérique pour milieu continu poreux de 2nd gradient basée sur les éléments finis isogéométriques, application à un milieu partiellement saturé by Carlos PLúA( )

1 edition published in 2018 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

During the last decade, Isogeometric Analysis (IGA) has drawn the attention of the Finite Element community to its superior capabilities over the standard Finite Element Method (FEM). The IGA concept uses the same basis functions used in Computed Aided Design (CAD) for the approximation of the unknown fields such as displacements, pore pressure or temperature in the Finite Element solution of a (possibly coupled) thermo- hydro-mechanical problem. Among the most relevant features of IGA, its smoothness, its convergence rate and particularly its intrinsic higher-order continuity between elements represent a definite improvement over the standard FEM, which allow to obtain significant computational advantages in terms of accuracy of the solution and computa- tional efficiency.This work attempts to exploit the characteristics of IGA for the numerical solution of coupled hydro-mechanical (HM) problems in saturated and partially saturated second gradient poro-elastoplastic geomaterials. On one hand, the second gradient model belonging to the theory of continua with microstructure ensures the objectivity of the results in presence of strain localization phenomena in terms of mesh independence of the numerical solution, which cannot be achieved with classical constitutive models without an internal length scale. On the other hand, the C1-continuity achievable by means of IGA basis functions allows a straightforward implementation of such higher order constitutive models, within a HM formulation derived from the classical mixture approach. In addition, the smoothness of the IGA basis functions proved to be very efficient in the modeling of coupled processes characterized by strong hydraulic gradients - such as the simulation of the downward propagation of a saturation front in a partially saturated slope subject to rainfall infiltration. Last but not least, it is worth noting that, as compared to the existing approaches based on Lagrange multipliers, the IGA approach to the solution of coupled hydro-mechanical (HM) problems in saturated and partially saturated second gradient materials allows a dramatic reduction in the number of degrees of freedoms required to achieve the same level of accuracy. This not only results in a significant increase of the computational efficiency, but also allows to extend the complete second gradient formulation to the analysis of realistic 3D problems, the solution of which has been presented in this work for the first time.The local second gradient poro-elastoplastic formulation developed in this work is implemented in the research-oriented code GeoPDEs, a Matlab open source IGA-FEM code developed at the University of Pavia. Based on the results obtained in a large series of representative 2D and 3D initial-boundary value problems analyzed in this work, it can be concluded that the combination of IGA and the second gradient elastoplasticity represents a powerful tool for the numerical simulation of geotechnical problems characterized by strong multiphysics couplings, highly nonlinear behavior of the soil, and strongly localized displacement and pore pressure gradients
Conception et simulation des préformes en estampage en vue de l'obtention d'un devis rapide by Marion Berlioz( Book )

2 editions published in 2000 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Le développement de la conception intégrée dans les industries conduit à une modification du statut des acteurs de la fabrication. En effet, ceux-ci n'interviennent plus en tant que sous-traitants des concepteurs, mais plutôt comme des partenaires prenant part à la conception des produits qu'ils auront à réaliser. Cependant, pour intervenir à bon escient, chaque acteur doit être en mesure d'évaluer le produit selon son point de vue. Ainsi, des outils propres à chaque métier apparaissent indispensables. Les travaux présentés dans ce manuscrit s'inscrivent dans une politique d'offre de ces 'outils-métiers' et s'intéressent à un métier particulier de la fabrication : l'estampage. L'objectif global est de proposer une aide logicielle rapide aux concepteurs de pièces estampées en intégrant des connaissances spécifiques à ce métier. Des constatations, issues d'une période en entreprise, illustrent le besoin crucial d'outils d'aide à la réalisation de devis et de gamme de fabrication et conduisent au développement de modèles 'globaux' basés initialement sur les méthodes de Chamouard. Ceux-ci permettent, d'une part, de déterminer géométriquement une préforme adaptée à la forme finale souhaitée, dans le cas de pièces comportant un filage axial et une bavure. La mise en place, d'autre part, d'une méthode consistant à découper la pièce en zones de contact et à étudier les équilibres de pression entre chaque zone permet d'actualiser la géométrie de la pièce à chaque incrément d'effort et de générer ainsi la simulation d'estampage. La confrontation de cette méthode à des résultats numériques et expérimentaux permet de valider l'approche proposée. Enfin, l'énergie nécessaire pour fabriquer la pièce permet d'estimer le coût de production de la pièce. L'implémentation de ces méthodes dans des maquettes informatiques permet d'obtenir des temps de réponse de l'ordre de quelques secondes, rendant ces outils compatibles avec leurs utilisations dans un contexte de conception
Physique des métamorphoses de la neige sèche : de la microstructure aux propriétés macroscopiques by Neige Calonne( )

1 edition published in 2014 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The main objective of the thesis is to improve our knowledge about dry snow metamorphismand its physical description, at the microscopic (ice grains and pores) andmacroscopic (snow layer) scales. First, the homogenization method of multiple scaleexpansions is applied for the first time to the physics involved in dry snow metamorphism.This way, we present the equivalent macroscopic descriptions of heat and vaportransfers derived from the physical description at micro-scale. We consider at the grainscale diffusion, conduction, and forced convection, coupled to phase changes (sublimationand deposition). Second, the effective properties of transport arising in the macroscopicdescriptions (effective thermal conductivity, effective coefficient of vapor diffusion, andintrinsic permeability) are estimated from 3D images of snow spanning the whole range ofdensity and snow types. Finally, the monitoring of metamorphism with time is considered.The relationship between the microstructure and the effective properties of a snow layerare investigated during temperature gradient metamorphism using 3D images. We presentthen a new cryogenic cell that we developed to monitor the grain to grain evolution of asnow sample by time-lapse tomography during the metamorphism, and which operates atroom temperature
Etudes des mécanismes de transfert de charge dans les plateformes granulaires renforcées par géosynthétiques by Minh Tuan Pham( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'aménagement progressif du territoire conduit à l'exploitation de nouvelles zones, actuellement délaissées, car présentant des risques pour la sécurité des usagers. C'est notamment le cas des zones d'effondrements potentiels qui sont liées à la présence de cavités souterraines. Parmi les nombreuses solutions préventives, le renforcement géosynthétique permet de prévenir les risques d'effondrement localisés. Cette solution de renforcement est largement utilisée à la fois pour ses avantages économiques et environnementaux, que pour sa facilité et rapidité de mise en œuvre. Néanmoins, les méthodes de conception existantes des plateformes granulaires renforcées par géosynthétiques sont fondées sur diverses hypothèses simplificatrice et ne prennent pas en compte toute la complexité du problème. En effet, ces méthodes ne considèrent pas par exemple l'influence du mode d'ouverture de la cavité, le foisonnement du sol granulaire au droit de la cavité ou encore la distribution de charge sur le géosynthétique après ouverture de la cavité.La présente étude tente d'améliorer les méthodes de dimensionnement en analysant les mécanismes développés dans la plateforme granulaire renforcée sur la base d'une campagne expérimentale couplée à des modélisations numériques.Un dispositif expérimental a été développé pour simuler l'ouverture d'une cavité sous une plateforme renforcée par géosynthétique. Ce dispositif permet de simuler deux modes d'ouverture : une trappe qui s'abaisse ou une ouverture concentrique, pour différentes hauteurs de plateformes. Les mécanismes de renforcement sont étudiés en mesurant la déflexion du géosynthétique, le tassement en surface et la distribution de contrainte verticale qui s'applique du le géosynthétique. Un modèle numérique par éléments finis a été calibré sur les résultats expérimentaux puis utilisé pour analyser finement les mécanismes pour de nombreuses configurations.Cette étude expérimentale et numérique a permis d'améliorer la compréhension des mécanismes de transfert de charge et de foisonnement dans la zone effondrée et de valider expérimentalement l'influence du mode d'ouverture sur les mécanismes. Sur la base de ces résultats, des propositions sont formulées pour améliorer le dimensionnement des plateformes renforcées par géosynthétiques soumises à des effondrements localisés
 
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3S

3S-R

3SR

L3S-R

Laboratoire 3SR (Grenoble)

Laboratoire Sols, Solides, Structures

Laboratoire Sols, solides, structures, risques (Grenoble)

Sols, Solides, Structures

Sols, Solides, Structures, Risques facility in Gières, France

UMR 5521

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Unité Mixte de Recherche 5521

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