Résumé - Nature hyperélastique du critère de Hoek-Brown

Nature hyperélastique du critère de Hoek-Brown

2025-07-21 17:20:41

{"Ilaria Fontana","Goustan Bacquaert","Daniele A. Di Pietro","Kyrylo Kazymyrenko"}

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Ce papier investigate l'influence de l'élastoplasticité non linéaire sur le comportement classique de la plasticité parfaite dans des géomatériaux tels que les roches, le béton et le sol. Les auteurs proposent un modèle élasto-plastique non linéaire qui intègre l'élastoplasticité comme caractéristique essentielle, conduisant à un critère de déformation quadratique similaire au critère Hoek-Brown. Le modèle est formulé dans le cadre des Matériaux Standards Généralisés (GSM) et utilise une fonction d'énergie libre de Helmhotz pour décrire le comportement du matériau. Les auteurs introduisent l'élastoplasticité non linéaire en définissant les modules élastiques isotropes comme des fonctions de la déformation totale, ce qui entraîne une relation de contrainte-déformation non linéaire. Ce comportement non linéaire est intégré au modèle sans affecter la forme du critère de déformation dans l'espace des contraintes. La découverte clé de l'article est que l'on peut construire un critère de déformation quadratique de type Hoek-Brown à partir d'un modèle élasto-plastique linéaire avec un critère de déformation de Drucker-Prager en utilisant l'élasticités hyperbolique. Cette transformation est réalisée en définissant les modules élastiques isotropes comme une fonction hyperbolique du tracé de la déformation. Le modèle proposé est ensuite analysé à l'aide de divers cas de test, y compris les tests hydrostatiques, triaxiaux (compression simple et cyclique) et compression uniaxiale. Les résultats montrent que le modèle peut capturer des phénomènes importants tels que l'ajustement de dilatation et la saturation sous charge cyclique. Les auteurs comparisent également le modèle non linéaire proposé avec un modèle élasto-plastique linéaire et montrent que le modèle non linéaire offre une meilleure adaptation aux données expérimentales. Enfin, les auteurs présentent un exemple de simulation par éléments finis pour démontrer l'applicabilité numérique du modèle proposé. Les résultats de la simulation montrent que le modèle peut prédire de manière précise le comportement du matériau sous des conditions de charge complexes. Dans l'ensemble, cet article propose une approche nouvelle pour modéliser le comportement mécanique des géomatériaux en intégrant l'élastoplasticité non linéaire dans un cadre classique de plasticité parfaite. Le modèle proposé a le potentiel d'améliorer l'exactitude des analyses géotechniques et d'ingénierie civile.