A general plasticity and failure criterion for materials of variable porosity

Many criteria have been developed to describe the yielding condition, plastic potential, and failure strength of engineering materials such as metal, concrete, rock, soil, and backfill. In this report, the authors first recall some relatively common criteria used to describe yielding and failure of porous materials. It is then shown that the main features of a large number of these criteria can be represented by a unique set of equations. The ensuing multiaxial criterion is applicable to a wide diversity of materials and loading states. A pa rticularity of the proposed criterion, named MSDPu, is that it includes an explicit porosity-dependenc y. The validity of this general criterion is demonstrated using experimental results obtained on various types of materials.

Résumé

Plusieurs formulations ont été développées pour décrire les conditions d'écoulement, le potentiel plastique et la résistance à la rupture des matériaux utilisés en ingénierie tel les métaux, les bétons, les roches, les sols et les remblais. Dans ce rapport, les auteurs revoient d'abord quelques critères communément utilisés pour définir la limite élastique et la rupture des matériaux poreux. On montre ensuite que les caractéristiques de plusieurs critères existants peuvent être représentées avec un seul système d'équations. Ce critère multiaxial est applicable à une grande variété de matériaux et de conditions de sollicitation. Une particularité du critère proposé, appelé MSDPu, est le fait qu'il inclut une dépendance explicite sur la porosité. La validité de la formulation générale est démontrée en utilisant des résultats expérimentaux obtenus sur plusieurs types de matériaux.

Uncontrolled Keywords

criterion, failure, plasticity, porous material, porosity, critère, rupture, plasticité, matériaux poreux, porosité