A micromechanical analysis of damage propagation in fluid-saturated cracked media

We first revisit the well known framework of Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) in the case of a fluid-saturated crack. We next consider a r.e.v. of cracked medium comprising a family of cracks characterized by the corresponding crack density parameter ε. Generalizing the classical energy approach of LEFM, the proposed damage criterion is written on the thermodynamic force associated with ε, which is estimated by means of standard homogenization schemes. This criterion proves to involve a macroscopic effective strain tensor, or alternatively the Terzaghi effective stress tensor. The stability of damage propagation is discussed for various homogenization schemes. A comparison with experimental results is presented in the case of a uniaxial tensile test on concrete. To cite this article: L. Dormieux et al., C. R. Mecanique 334 (2006).

RésuméOn reprend tout d'abord le cadre classique de la Mécanique Linéaire de la Rupture (MLR) en considérant le cas d'une fissure sous pression de fluide. Puis l'on s'intéresse à un v.e.r. de milieu fissuré saturé comprenant une famille de fissures caractérisée par le paramètre de densité ε correspondant. Généralisant l'approche énergétique usuelle de la MLR, le critère d'endommagement est formulé sur la force thermodynamique associée à ε, celle-ci pouvant être estimée à l'aide de divers schémas d'homogénéisation. On montre que ce critère s'exprime en fonction d'une déformation effective macroscopique, ou alternativement, en fonction de la contrainte effective de Terzaghi. La stabilité de la propagation de l'endommagement est discutée en fonction du schéma utilisé. On présente une comparaison avec les résultats d'un essai de traction uniaxiale sur une éprouvette de béton. Pour citer cet article : L. Dormieux et al., C. R. Mecanique 334 (2006).