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Thermo-hydro-mechanical behaviour of tuffeau stone masonry
This paper deals with thermo-hydromechanical behaviour of a stone masonry wall assembled with mortar. Macroscopic modelling is proposed that allows an evaluation of the impact of everyday thermal and hydraulic variations on the generation of variations in effective stress. The thermo-hydromechanic parameters of the unsaturated stone have been estimated by experimental tests for tuffeau, such as that found in the Chambord monument. An inverse identification has been used for the optimisation of these parameters based on in- situ measurements, before using the model for long-term analysis. The results of this numerical study show that the contrast between the properties alone is not sufficient to generate a stress that is superior to the stone strength. Otherwise, the variations in thermal and hydraulic conditions on the surface of the stone could lead to a fatigue-like degradation of historic monuments.
Cet article s’intéresse au comportement thermo-hydromécanique d’un mur maçonné en pierre liée avec un mortier. Nous proposons une modélisation macroscopique qui permet d’évaluer l’impact de la variation quotidienne hydromécanique à la génération des variations des contraintes effectives au sein de la pierre. Les paramètres utilisés dans le modèle sont ceux identifiés au cours d’essais de laboratoire sur des échantillons de pierres similaires à ceux du château de Chambord. Une identification inverse a été utilisée pour les paramètres inconnus basée sur les mesures in situ. Les résultats de nos modélisations montrent que seul le contraste des propriétés ne conduit pas à des valeurs de contraintes suffisantes pour générer la rupture de la pierre. En revanche les variations cycliques d’hygrométrie et de température conduisent à des variations cycliques de la contrainte effective et la contrainte totale susceptibles d’endommager la pierre par fatigue.
Thermo-hydro-mechanical behaviour of tuffeau stone masonry
This paper deals with thermo-hydromechanical behaviour of a stone masonry wall assembled with mortar. Macroscopic modelling is proposed that allows an evaluation of the impact of everyday thermal and hydraulic variations on the generation of variations in effective stress. The thermo-hydromechanic parameters of the unsaturated stone have been estimated by experimental tests for tuffeau, such as that found in the Chambord monument. An inverse identification has been used for the optimisation of these parameters based on in- situ measurements, before using the model for long-term analysis. The results of this numerical study show that the contrast between the properties alone is not sufficient to generate a stress that is superior to the stone strength. Otherwise, the variations in thermal and hydraulic conditions on the surface of the stone could lead to a fatigue-like degradation of historic monuments.
Cet article s’intéresse au comportement thermo-hydromécanique d’un mur maçonné en pierre liée avec un mortier. Nous proposons une modélisation macroscopique qui permet d’évaluer l’impact de la variation quotidienne hydromécanique à la génération des variations des contraintes effectives au sein de la pierre. Les paramètres utilisés dans le modèle sont ceux identifiés au cours d’essais de laboratoire sur des échantillons de pierres similaires à ceux du château de Chambord. Une identification inverse a été utilisée pour les paramètres inconnus basée sur les mesures in situ. Les résultats de nos modélisations montrent que seul le contraste des propriétés ne conduit pas à des valeurs de contraintes suffisantes pour générer la rupture de la pierre. En revanche les variations cycliques d’hygrométrie et de température conduisent à des variations cycliques de la contrainte effective et la contrainte totale susceptibles d’endommager la pierre par fatigue.
Thermo-hydro-mechanical behaviour of tuffeau stone masonry
Belayachi, Naima (author) / Hoxha, Dashnor (author) / Do, Duc Phi (author)
European Journal of Environmental and Civil Engineering ; 16 ; 557-570
2012-05-01
14 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
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