Multiaxial strain-softening of concrete: Fid-Bau Portal

Multiaxial strain-softening of concrete

Part I: Fracture

Mier, Jan G. M.

Abstract The present paper deals with an experimental investigation of the strain-softening behaviour of concrete subjected to multiaxial loading conditions. A multiaxial apparatus for testing cubical specimens was developed and built at Eindhoven University of Technology. Servocontrols in combination with stiff loading frames allowed for measuring stable post-peak response. Loading was applied to the specimens using brush bearing platens. The failure modes of uni- and triaxially loaded specimens are discussed in the first part of this paper. Important in this context were the results of uniaxial compression tests on prisms with varying height. The experiments revealed a localised fracture mode in uniaxial compression. A constant fracture energy was measured, irrespective of the specimen’s size. Furthermore, from the multiaxial tests it was found that the slope of the descending branch is dependent on the applied symmetric or non-symmetric confinement. It was concluded that strain-softening is the response of the structure formed by the specimen and the complete loading system. In Part II [15] attention will be paid to the behaviour of this “structure” subjected to multiaxial load histories.

Résumé On expose ici une étude expérimentale du phénomène d’adoucissement pour un béton soumis à une sollicitation pluriaxiale. Un équipement d’essai pluriaxial pour éprouvettes cubiques a été mis au point et construit à l’Université de Technologie d’Eindhoven. Un système de servo-commandes et de bâtis de chargement rigide a rendu possible la mesure de réponses post-crêtes stables. Les charges ont été appliquées aux éprouvettes avec utilisation de balais montés sur les plateaux. On considère dans la première partie de cet article les modes de rupture sous charge uni- et tri-axiale. En regard de cette étude, les résultats d’essais de contrainte uniaxiale sur prismes de différentes hauteurs ont pris de l’importance. On a mis en évidence un mode de rupture localisée sous compression uniaxiale. Quelle que soit la dimension de l’éprouvette, on mesure une énergie de rupture constante. En outre, les essais pluriaxiaux montrent que la pente décroissante de la courbe dépend du choix du confinement symétrique ou pas. La conclusion est que l’adoucissement est la réponse de la structure que composent l’éprouvette et l’ensemble du système de chargement.