La prise en compte de l’état initial peut être d'une grande importance pour le comportement correct du matériau. La raison en est que cela définit l’état de contrainte initial à partir duquel la réaction ultérieure est évaluée.
Cela peut être illustré de manière relativement claire avec l’exemple des modèles de matériaux géotechniques, tels que le modèle de Mohr-Coulomb et le modèle de durcissement du sol. Leur surface de rupture dépend généralement de l’axe hydrostatique. Celle-ci est définie dans l'espace des contraintes principales par le fait qu’en chaque point, toutes les composantes de la contrainte principale sont égales.
Par exemple, la surface de rupture selon Mohr-Coulomb est une pyramide dont la pointe pointe vers la traction dans toutes les directions et dont la base (ouverte) pointe vers la compression dans toutes les directions. Si cette surface de rupture est utilisée comme condition de fluage pour le comportement du matériau appliqué, cela signifie qu’avec une pression dans toutes les directions plus élevée, la déviation acceptable (par exemple, par pression ou traction unilatérale) peut être d’autant plus grande que l’élément EF est soumis à la pression dans toutes les directions. L’état de contrainte initial se réfère ici à l’historique de charge et contient par exemple le poids propre du sol et des structures existantes. Il en va de même, bien sûr, en cas de comportement du matériau durcissant, car la rigidité de départ s’oriente vers une contrainte de référence.
Une modification du modèle avec des conditions triaxiales selon l’article spécialisé pour la détermination des propriétés des matériaux illustre cela de manière relativement claire. Ici, en plus de l’état de contrainte initial isotrope original de 300 kPa, deux autres états à 100 kPa et 500 kPa ont également été appliqués. Ces trois états initiaux ont ensuite été soumis à un déplacement imposé, avec un raccourcissement de 150 ‰ et un allongement de 75 ‰. Le modèle modifié et l’article spécialisé mentionné peuvent être consultés via les liens suivants.
- FAQ 5726 | Test unitaire - Conditions triaxiales - Modèle de sol rigide renforcé modifié
- KB 1976 | Ajustement des paramètres matériaux selon les données expérimentales
Dans l’image suivante, les états finaux du raccourcissement axial sont présentés, avec comparaison de la contrainte de von Mises et de la déformation. Comme on peut le voir ici, la pente initiale (rigidité) augmente avec une pression omni-directionnelle plus élevée dans l’état initial. Cela s’applique également à l’atteinte de la contrainte plateau.
Pour l’allongement axial de l’élément, le groupe de diagrammes de calcul suivant montre la contrainte de cisaillement maximale par rapport à la première déformation principale normale plastique. Là encore, le même comportement peut être observé pour les rigidités initiales et l’atteinte du plateau de contrainte.
