Dilatance, dissipation d’énergie et critère de rupture tridimensionnel sous grandes déformations dans les matériaux granulaires

Dilatancy, energy-dissipation and tridimensional sailure criterion under large strains in granular materials

Ingénieur, Coyne & Bellier 5, rue d’Héliopolis. 75017 Paris, France

Résumé

Cet article propose un schéma physique simple décrivant les aspects essentiels du comportement irréversible. A partir d'une analogie formelle entre le critère de Coulomb et les relations contraintes-dilatance de Rowe est mis à jour un principe énergétique élémentaire, sousjacent à ces équations, établies en symétrie axiale ou en déformation plane.

La traduction objective de ce principe mène alors à une équation de dissipation, tridimensionnelle. On détaille des résultats expérimentaux variés qui portent la trace de cette équation de dissipation.

On examine les conséquences théoriques de cette équation de dissipation sur le critère de rupture tridimensionnel sous grandes déformations, à l’état critique. La pyramide de Coulomb apparaît alors comme minimum de résistance et comme lieu des chemins de moindre énergie.

Abstract

A simple physical scheme is proposed in the paper, which describes essential features of irreversible behaviour. Proceeding from a formal analogy between Coulomb's criterion and Rowe's stress-dilatancy relations, an elemental energetic principle appears, underlying these equations, which are established for axisymetric conditions or place strain.

The objective expression of this principle leads to an energy-dissipation equation valid for tridimensional conditions. Various experimental results following the line of this energy-dissipation equation are detailed.

Theorical consequences of this energy-dissipation equation on critical state failure criterion are examined.

Coulomb's pyramid then appears both as a strengh minimum and as a locus of minimum energy paths.