Characterizing the mechanical and transport coupling in self-compacting concrete Part I: morphological mechanical and boundary conditions modeling at the meso-scale

Davood Niknezhad (1) , Balaji Raghavan (1) , Fabrice Bernard (1) , Siham Kamali-Bernard (1)

1 LGCGM - Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique

Dans la première partie de notre travail, nous commencerons par présenter un modèle morphologique explicite du béton à l'échelle mésoscopique, suivie par la simulation de son comportement mécanique et de la distribution de l'endommagement sous une charge de compression, par l'utilisation de l'analyse EF en 3D des essais de compression quasi-statique pour un spécimen composite virtuel à différentes fractions volumiques granulaires en utilisant un modèle continu visco-plastique avec un endommagement isotrope au taux indépendant (CDP) pour le comportement mécanique de la matrice (mortier) et un modèle mésoscopique morphologique explicite à deux phases pour le composite avec une garniture sphérique aléatoire avec des sphères de différents diamètres (ce qui correspond à la répartition granulométrique et notamment la fraction granulaire), et des mailles conformes EF correspondantes au composite final. Différentes conditions aux limites seront considérées de façon à déterminer les conditions de chargement appropriées pour le problème mécanique. ABSTRACT. In the first part of this contribution, we will begin by presenting an explicit morphological model of concrete at the mesoscale, followed by simulation of its mechanical behavior and damage distribution under compressive loading, using 3D FE analyses of quasi-static compression tests for virtual composite specimens at different aggregate fractions using a rate-independent isotropic in viscid plastic damage (CDP) continuum model for the mechanical behavior of the matrix (mortar) and an explicit morphological two-phase mesoscale model for the composite with a random spherical packing of spheres with different diameters (corresponding to the particular granulometric distribution and aggregate fraction), along with corresponding conforming FE meshes for the final composite. We consider different boundary conditions so as to determine the appropriate loading conditions for the mechanical problem. MOTS-CLÉS : modélisation mésoscopique, fractions volumique, conditions aux limites, endommagement, éléments finis.

Mots clés: aggregate fractions; boundary conditions; damage; Finite Element Method (FEM); mesoscopic modeling

Domaines: Sciences de l'ingénieur [physics]

Davood Niknezhad, Balaji Raghavan, Fabrice Bernard, Siham Kamali-Bernard. Characterizing the mechanical and transport coupling in self-compacting concrete Part I: morphological mechanical and boundary conditions modeling at the meso-scale. 34èmes Rencontres de l’AUGC, May 2016, Liège, Belgium. ⟨hal-01516739⟩