Comportement non-linéaire des géomatériaux ...
Type de document :
Habilitation à diriger des recherches
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Titre :
Comportement non-linéaire des géomatériaux poreux hétérogènes
Titre en anglais :
Nonlinear behavior of heterogeneous porous geomaterials
Auteur(s) :
Directeur(s) de thèse :
Shao, Jianfu
Date de soutenance :
2018-09-26
Président du jury :
de Saxcé, Géry
Organisme de délivrance :
Université de Lille
École doctorale :
Science pour l'Ingénieur
Mot(s)-clé(s) :
Matériaux poreux -- Propriétés mécaniques
Matériaux hétérogènes
Géomatériaux
Composites
Inclusions minérales
Microstructure
Élastoplasticité
Approche multi-échelle
Méthode d'homogénéisation non linéaire
Transformée de Fourier rapide
Matériaux hétérogènes
Géomatériaux
Composites
Inclusions minérales
Microstructure
Élastoplasticité
Approche multi-échelle
Méthode d'homogénéisation non linéaire
Transformée de Fourier rapide
Mot(s)-clé(s) en anglais :
Porous materials -- Mechanical properties
Heterogeneous materials
Geomaterials
Composites
Mineral inclusions
Microstructure
Elastoplasticity
Multiscale approach
Nonlinear homogenization method
Fast Fourier transform
Heterogeneous materials
Geomaterials
Composites
Mineral inclusions
Microstructure
Elastoplasticity
Multiscale approach
Nonlinear homogenization method
Fast Fourier transform
Résumé :
Les études des comportements mécaniques des matériaux hétérogènes (p.ex. sols, roches, béton, etc.) sont nécessaires et essentiels dans divers domaines d'ingénieur pour l'analyse de la stabilité et de la durabilité des ...
Lire la suite >Les études des comportements mécaniques des matériaux hétérogènes (p.ex. sols, roches, béton, etc.) sont nécessaires et essentiels dans divers domaines d'ingénieur pour l'analyse de la stabilité et de la durabilité des ouvrages, tels que le stockage des déchets radioactifs, la production du pétrole et du gaz, etc. Généralement, les matériaux hétérogènes ont des microstructures et des comportements complexes. Une porosité importante et la présence des inclusions d'origine naturelle ou artificielle sont deux caractéristiques communes. Avec l’approche multi-échelle et la méthode d’homogénéisation non-linéaire, des critères macroscopiques de plasticité ont été établis pour décrire les comportements non linéaires des matériaux poreux, par exemple, métaux, polymères et géomatériaux, prenant en compte l’effet de porosité et la propriété de la matrice (obéissant aux critères locaux différents : von Mises, Green, Mises-Schleicher, Drucker-Prager etc.). Une attention particulière a été portée sur le comportement élastoplastique des matériaux poreux ayant deux populations de cavités qui sont bien séparées à deux différentes échelles. Ensuite, des modèles micro-macro ont été établies pour décrire les comportements instantanés et différés de composites. Ces modélisations prennent en compte explicitement et simultanément les fractions volumiques de cavités et de grains et la compressibilité plastique de la phase solide sur le comportement effectif. Dans le but de tenir en compte aussi fidèlement que possible de la vraie microstructure complexe, des modèles numériques en champs complets sont proposés basés sur la Transformée de Fourier Rapide ("Fast Fourier Transform" - FFT). Les influences de la forme, la taille, la distribution et l'orientation des inclusions ou des cavités sur les comportements instantanés et différés sont étudiés.Lire moins >
Lire la suite >Les études des comportements mécaniques des matériaux hétérogènes (p.ex. sols, roches, béton, etc.) sont nécessaires et essentiels dans divers domaines d'ingénieur pour l'analyse de la stabilité et de la durabilité des ouvrages, tels que le stockage des déchets radioactifs, la production du pétrole et du gaz, etc. Généralement, les matériaux hétérogènes ont des microstructures et des comportements complexes. Une porosité importante et la présence des inclusions d'origine naturelle ou artificielle sont deux caractéristiques communes. Avec l’approche multi-échelle et la méthode d’homogénéisation non-linéaire, des critères macroscopiques de plasticité ont été établis pour décrire les comportements non linéaires des matériaux poreux, par exemple, métaux, polymères et géomatériaux, prenant en compte l’effet de porosité et la propriété de la matrice (obéissant aux critères locaux différents : von Mises, Green, Mises-Schleicher, Drucker-Prager etc.). Une attention particulière a été portée sur le comportement élastoplastique des matériaux poreux ayant deux populations de cavités qui sont bien séparées à deux différentes échelles. Ensuite, des modèles micro-macro ont été établies pour décrire les comportements instantanés et différés de composites. Ces modélisations prennent en compte explicitement et simultanément les fractions volumiques de cavités et de grains et la compressibilité plastique de la phase solide sur le comportement effectif. Dans le but de tenir en compte aussi fidèlement que possible de la vraie microstructure complexe, des modèles numériques en champs complets sont proposés basés sur la Transformée de Fourier Rapide ("Fast Fourier Transform" - FFT). Les influences de la forme, la taille, la distribution et l'orientation des inclusions ou des cavités sur les comportements instantanés et différés sont étudiés.Lire moins >
Résumé en anglais : [en]
The investigations of the mechanical behavior of heterogeneous materials (eg soils, rocks, concrete, etc.) are necessary and essential in various fields of engineering for the analysis of stability and durability of ...
Lire la suite >The investigations of the mechanical behavior of heterogeneous materials (eg soils, rocks, concrete, etc.) are necessary and essential in various fields of engineering for the analysis of stability and durability of structures, such as storage radioactive waste, oil and gas production, etc. Generally, heterogeneous materials have complex microstructures and mechanical behaviors. High porosity and the presence of natural or artificial inclusions are two common features for these materials. With the multiscale approach and the nonlinear homogenization method, different macroscopic yield criteria have been established to describe nonlinear behaviors of porous materials, for example, metals, polymers and geomaterials, taking into account the effect porosity and matrix property (obeying different local criteria: von Mises, Green, Mises-Schleicher, Drucker-Prager etc.). Special attention has been paid to the elastoplastic behavior of porous materials with two populations of pores which are well separated at two different scales. Then, micro-macro models were established to describe the instantaneous and deferred behaviors of composite. These modellings explicitly and simultaneously take into account the plastic compressibility of the solid phase and the volume fractions of pores and grains on the overall behavior. In order to take into account as accurately as possible the true complex microstructure, full-field numerical models are proposed based on the Fast Fourier Transform (FFT). The influences of the shape, size, distribution and orientation of inclusions or pores on short and long term behaviors are studied.Lire moins >
Lire la suite >The investigations of the mechanical behavior of heterogeneous materials (eg soils, rocks, concrete, etc.) are necessary and essential in various fields of engineering for the analysis of stability and durability of structures, such as storage radioactive waste, oil and gas production, etc. Generally, heterogeneous materials have complex microstructures and mechanical behaviors. High porosity and the presence of natural or artificial inclusions are two common features for these materials. With the multiscale approach and the nonlinear homogenization method, different macroscopic yield criteria have been established to describe nonlinear behaviors of porous materials, for example, metals, polymers and geomaterials, taking into account the effect porosity and matrix property (obeying different local criteria: von Mises, Green, Mises-Schleicher, Drucker-Prager etc.). Special attention has been paid to the elastoplastic behavior of porous materials with two populations of pores which are well separated at two different scales. Then, micro-macro models were established to describe the instantaneous and deferred behaviors of composite. These modellings explicitly and simultaneously take into account the plastic compressibility of the solid phase and the volume fractions of pores and grains on the overall behavior. In order to take into account as accurately as possible the true complex microstructure, full-field numerical models are proposed based on the Fast Fourier Transform (FFT). The influences of the shape, size, distribution and orientation of inclusions or pores on short and long term behaviors are studied.Lire moins >
Langue :
Anglais
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2020-03-11T10:30:44Z
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