A micromechanical model for linear homogenization of brick masonry: Fid-Bau Portal

A micromechanical model for linear homogenization of brick masonry

Bati, S. Briccoli / Ranocchiai, G. / Rovero, L.

Abstract A micromechanical model, originally developed for long-fiber composites, is applied to determination of the overall linear-elastic mechanical properties of simple-texture brick masonry. The model relies upon exact solution after Eshelby and describes brickwork as a mortar matrix with insertions of elliptic cylinder-shaped bricks. The macroscopic elastic constants are derived from the mechanical properties of the constituent materials and the phase volume ratios. The ability of the suggested model to predict the behavior of real brickwork has been checked by performing uniaxial compression tests on brick masonry panels of two types, with cement mortar and lime mortar. The results obtained through the proposed model fit experimental data more closely than other models selected from the literature for the sake of comparison.

Résumé Un modèle micromécanique, développé pour les milieux composites à fibres longues unidirectionelles, a été appliqué à la détermination des propriétés mécaniques élastiques linéaires des maçonneries en briques à texture simple. Le modèle est basé sur la solution exacte fournie par Eshelby; il décrit la maçonnerie comme une matrice en mortier avec des inclusions en briques à forme de cylindre elliptique. Les constantes élastiques macroscopiques sont calculées à partir des propriétés mécaniques des matériaux constituants et à partir des concentrations des faces. Il a été vérifié que le modèle proposé reproduit le comportement des maçonneries réelles, ceci en réalisant des essais de compression monoaxiale sur des panneaux en maçonnerie bâtis avec des briques et du mortier de ciment et des briques et du mortier de chaux. Ces panneaux en maçonnerie ont été étudiés en utilisant les modèles mécaniques déjà rapportés en littérature; les résultats déterminés avec le modèle proposé reproduisent les données expérimentales plus fidèlement par rapport aux résultats qu'on obtient par les autres modèles.