Éléments joints dans le code CESAR-LCPC. Application aux milieux fracturés, fissurés et aux problèmes d’interface

Joint Elements in the Finite Element code CESAR-LCPC. Application to fractured media and to interface problems

Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58, bd Lefebvre 75732 Paris Cedex 15 pouya@lcpc.fr, France.

Résumé

Les discontinuités des géomatériaux (fissures, fractures ou joints dans les massifs rocheux), peuvent être prises en compte dans une modélisation par éléments finis au moyen d’éléments « joints ». Il s’agit d’éléments à épaisseur nulle proposés initialement par Goodman et al. (1968). Des éléments joints à quatre nœuds ont été introduits dans le code CESAR-LCPC. Ces éléments permettent de prendre en compte un comportement élastique non linéaire ou un comportement élastoplastique avec plasticité parfaite obéissant au critère de Mohr-Coulomb. Des exemples d’application de ce modèle à la stabilité des massifs rocheux et à l’homogénéisation du comportement des roches fissurées sont donnés. L’extension à un comportement endommageable est en cours.

Abstract

Discontinuities such as cracks, fractures or joints in rockmasses can be taken into account in finite element simulations by introducing so-called joint elements. These are zero thickness elements first introduced by Goodman et al. (1968). Four nodes joint elements have been implemented in the Finite Element code CESAR-LCPC. Non-linear elasticity or elasto-plasticity with the Mohr-Coulomb criterion are available for the joint elements. Applications of the numerical tool to the stability of fractured rockmasses and to homogenization of elastic behaviour of micro-cracked rocks are given. Extension of this work to constitutive laws integrating damage is under progress.