Etude sur les tendons en materiaux composites et leur application aux ancrages postcontraints.

摘要

L'objectif general de la presente these est d'evaluer le comportement a l'arrachement et au fluage d'ancrages injectes constitues de tendons en materiaux composites afin d'etablir des recommandations plus appropriees et realistes pour le dimensionnement et la conception. Quatre types de tendons en materiaux composites, deux a base de fibres d'aramide et deux a base de fibres de carbone, ont ete utilises dans l'etude.;Les travaux de recherche de cette these ont porte notamment sur: (I) Une caracterisation physique et mecanique des tendons en materiaux composites utilises dans l'etude. (II) Une etude en laboratoire sur les coulis de scellement. La premiere etape de cette etude a concerne le developpement d'un coulis de scellement performant adapte aux tendons en materiaux composites et a differentes situations d'injection. La seconde etape a traite des essais de caracterisations physique et mecanique du coulis de scellement developpe comparativement a trois coulis de scellement usuels d'un meme rapport E/L de 0,4. (III) Une etude sur des modeles reduits d'ancrages injectes. (IV) Une etude sur des modeles d'ancrages a grande echelle.;La synthese de ces etudes a permis d'enoncer les principales conclusions suivantes: (1) Les valeurs moyennes des charges de rupture des tendons en materiaux composites ont ete de 1% a 29% superieures a celles specifiees par les manufacturiers. (2) L'etude sur les coulis de scellement a permis le developpement de coulis de ciment repondant aux criteres fixes, soient une grande stabilite, une bonne fluidite, une legere expansion et de bonnes caracteristiques mecaniques. (3) Les tendons en materiaux composites ont montre des contraintes d'adherence maximum superieures a celles des tendons en acier. (4) Le type de fibre, la configuration et le fini de surface des tendons en materiaux composites gouvernent leur resistance a l'adherence. (5) L'introduction de sable et d'autres ajouts comme les fines de silice et la poudre d'aluminium au coulis de ciment a permis d'ameliorer la resistance a l'adherence. (6) Il existe une relation lineaire entre la charge maximum et la longueur ancree des tendons. Des equations sont proposees. (7) La capacite a l'arrachement des ancrages injectes augmente avec l'augmentation du module d'elasticite du milieu encaissant. (8) Les mono-tendons et multi-tendons en materiaux composites injectes sur 1000 mm ont montre des comportements a l'arrachement acceptables conformement aux codes. (9) Les rigidites apparentes des tendons a base de fibres d'aramide sont de trois a cinq fois inferieures a celles des tendons a base de fibres de carbone. (10) L'amorce de la decohesion en haut de la zone ancree ne semble se produire qu'au-dela d'une charge de 0,35 fpu pour les tendons a base de fibres de carbone alors qu'elle prend naissance des l'application de la charge pour les tendons a base de fibres d'aramide. (11) Le taux de fluage depend du niveau de chargement ainsi que des caracteristiques geometriques et mecaniques de l'ancrage (type de fibres, fini de surface, nombre de tendons, etc.). (12) Des equations regissant le comportement au fluage des tendons en materiaux composites ont ete etablies pour une periode d'essai de 60 mn. (Abstract shortened by UMI.).