1. Problème de référence#
1.1. Géométrie du problème#
Il s’agit d’un bloc de hauteur \(\mathit{LZ}=10m\) , de longueur \(\mathit{LX}=10m\) et de largeur \(\mathit{LY}=2m\) . Ce bloc présente unediscontinuité de type interface cohésive(interface non maillée qui est introduite dans le modèle par l’intermédiaire des level-sets grâce à l’opérateur DEFI_FISS_XFEM). Elleest repérée par la level-set normale d’équation \(\mathit{lsn}=Z-5\) et traverse entièrement lebloc dans la direction horizontale en le divisant en deux sous-blocs identiques. Les points \(A(0,0,5)\) , \(A'(0,2,5)\) , \(B(3,0,5)\) , et \(B'(3,2,5)\) seront utilisés pour l’imposition des conditions aux limites et l’évaluation des grandeurs testées.
On représente sur la Figure la géométrie du bloc.
Figure 1.1-a : Géométrie du problème
1.2. Propriétés des matériaux#
Les paramètres donnés dans le Tableau , correspondent aux paramètres utilisés pour la modélisation dans le cas couplé hydro-mécanique. La loi de couplage utilisée est “LIQU_SATU”. Le type de modèle cohésif est “STANDARD” et la loi cohésive utilisée est “CZM_OUV_MIX”.
Liquide (eau) |
Viscosité \({\mu}_{w}(\mathit{en}\mathit{Pa.s})\) Module de compressibilité \(\frac{1}{{K}_{w}}(\mathit{en}{\mathit{Pa}}^{\text{-1}})\) Densité du liquide \({\rho}_{w}(\mathit{en}\mathit{kg}/{m}^{3})\) |
\({10}^{\text{-3}}\) \({5.10}^{\text{-10}}\) \(1\) |
Paramètres élastiques |
Module de Young \(E(\mathit{en}\mathit{MPa})\) Coefficient de Poisson \(\nu\) Coefficient de dilatation thermique \(\alpha (\mathit{en}{K}^{\text{-1}})\) |
\(5800\) \(0.2\) \(0\) |
Paramètres de couplage |
Coefficient de Biot \(b\) Masse volumique homogénéisée initiale \({r}_{0}(\mathit{en}\mathit{kg}/{m}^{3})\) Perméabilité intrinsèque \({K}^{int}(\mathit{en}{m}^{2})\) |
\(1\) \(2,5\) \({10}^{\text{-18}}\) |
Paramètres de la loi cohésive |
Contrainte critique \({\sigma}_{c}(\mathit{en}\mathit{MPa})\) Énergiecohésive \({G}_{c}(\mathit{en}\mathit{Pa}.m)\) Coefficient d’augmentation \(r\) |
\(0.5\) \(9000\) \(100\) |
Tableau 1.2-1 : Propriétés du matériau
D’autre part les forces liées à la pesanteur (dans l’équation de conservation de la quantité de mouvement) sont négligées. La pression de pore de référence est prise nulle \({p}_{1}^{\text{ref}}=0\mathit{MPa}\) et la porosité du matériau est \(\varphi \phantom{\rule{0.5em}{0ex}}=\phantom{\rule{0.5em}{0ex}}0,1\) .
1.3. Conditions aux limites et chargements#
Les conditions de Dirichlet que l’on applique sont:
les déplacements suivants \(x\) sont bloqués dans sur le bord gauchedu domaine,
les déplacements suivant \(y\) et \(z\) sont bloqués sur les bordsinférieur et supérieur du domaine.
Aussi, on injecte un flux de fluide ponctuel \(Q=0.025\mathit{kg}.{m}^{-1}.{s}^{-1}\) dans l’interface cohésive sur le bord gauche du domainependant une durée \(t=10s\) .