Mode de rupture

Les Tableau 7-3 au Tableau 7-8 présentent sommairement les résultats des essais structuraux réalisés sur les six (6) dalles. Voici une liste des informations se trouvant dans ces tableaux :

 Une description du mode de rupture et de l’essai;

 La charge expérimentale qui a amené le corps d’épreuve à céder en cisaillement;  La résistance (ou charge théorique) du corps d’épreuve;

 Le pourcentage d’écart entre les charges théorique et expérimentale (indiqué entre parenthèses);

 La flèche lors de l’atteinte de la charge de rupture expérimentale;  Une photo de la fissure critique.

0 1 2 3 4 5 6 7 8 0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 1 600 4 6 8 10 12 14 16 18 20 O u v e rtu re [m m ] C h a rg e [k N ] Flèche [mm]

Rechargement 2-R2 Rosette Ouest-Horizontale

Rosette Ouest-Diagonale Rosette Ouest-Verticale

Le calcul de la charge théorique à laquelle aurait dû résister le corps d’épreuve est basé sur les fondements et hypothèses suivants :

 La méthode générale de la norme CAN/CSA S6-14;

 La résistance est évaluée à une distance dv de la plaque de chargement;

 La résistance à la fissuration (fcr) du béton est égale à 0,4√𝑓′𝑐

 La résistance en compression (f’c) du béton provient de la moyenne des essais

matériau qui ont été réalisés sur les carottes;

 Aucun facteur externe n’est pris en compte (ex : précontrainte chimique, fissuration des granulats due à la RAS);

 Les coefficients de pondération (Φc et Φs) ont été fixés à 1.

Les courbes de comportement charge-flèche (chargement et rechargement) indiquent que deux types de rupture ont été observés, à savoir une rupture à l’effort tranchant ou une rupture à la compression du béton. Pour la description des ruptures ci-dessous, la rupture en cisaillement qui survient du côté Est sera identifiée par la lettre E, celle du côté Ouest par la lettre O; enfin, la rupture en compression sera indiquée par la lettre C.

Tableau 7-3 : Mode de rupture de la dalle 1-NR.

Dalle 1-NR

Charge de rupture théorique : 846 kN

Charge de rupture expérimentale (chargement) : 805 kN (E) [-5%] Charge de rupture expérimentale (rechargement) : 827 kN (O) 1 460 kN (C)

Flèche lors de la rupture : 3,5 mm (E) 4,2mm (O) 12,9 mm (C)

Description du chargement : La fissuration en flexion a débuté à 62 % de la charge de rupture de 805 kN. Une première fissure de cisaillement est apparue au même moment du côté Ouest. Une fissure principale de cisaillement s’est par la suite ouverte du côté Ouest à 87 % de la charge de rupture (700 kN). La rupture a été causée par une fissure de cisaillement qui est apparue du côté Est à 97 % de la charge maximale. La rupture s’est produite très rapidement après l’apparition de la fissure critique.

État de la dalle du côté Est après la rupture

Description du rechargement : L’installation d’étriers externes du côté Est a permis de refermer la fissure critique de ce côté. Entre 200 kN et 815 kN, il y a eu progression de la flèche et de l’ouverture de la fissure critique. Jusqu’au glissement de cette fissure à 827 kN (O) (synonyme de rupture en cisaillement caractérisée par une diminution de la charge). Par la suite, le chargement a augmenté à nouveau linéairement pour finalement engendrer une rupture en compression du béton sous la tête de chargement (C).

Tableau 7-4 : Mode de rupture de la dalle 1-R1.

Dalle 1-R1

Charge de rupture théorique : 788 kN

Charge de rupture expérimentale (chargement) : 994 kN (E) [+26%] Charge de rupture expérimentale (rechargement) : 953 kN (O) 1572 kN (C)

Flèche lors de la rupture : 4,4 mm (E) 8,8 mm (O) 26,0 mm (C)

Description du chargement : À 20% de la charge de rupture de 994 kN, certaines fissures engendrées par la présence de RAS ont commencé à se développer sans présenter d’orientation préférentielle. Ce n’est qu’à 400kN (40% de la charge de rupture) que les premières fissures de flexion ont commencé à apparaitre dans la section centrale, soit la section en tension située sous le point d’application de la charge. À une charge de 600 kN (60% de la charge de rupture), de nouvelles fissures de flexion sont apparues ainsi que la première fissure de cisaillement. Par la suite, beaucoup de fissures découlant de fissures existantes causées par la RAS se sont développées. Ce n’est que lors de l’atteinte de charge maximale (994 kN) que la fissure de cisaillement du côté Est s’est propagée instantanément (E).

État de la dalle du côté Est après la rupture

Description du rechargement : Les étriers externes ont permis de refermer la fissure critique du côté Est. La flèche et la charge ont augmenté linéairement jusqu’à l’ouverture et la propagation de la fissure de cisaillement menant à la rupture à 945 kN (O). Cette ouverture s’est produite soudainement. Ensuite, la charge a diminué puis un autre mécanisme de résistance, le mécanisme d’arche, est entré en jeu pour conduire à une rupture en compression du béton à 1572 kN (C).

État de la dalle du côté Ouest après la rupture

Dalle 1-R3

Charge de rupture théorique : 765 kN

Charge de rupture expérimentale (chargement) : 920 kN (E) [+20%] Charge de rupture expérimentale (rechargement) : 1 003 kN (O) 1 508 kN (C)

Flèche lors de la rupture : 6,3 mm (E) 8,5 mm (O) 19,1 mm (C)

Description du chargement : Dès le début de l’essai (à un faible niveau de chargement), de nombreuses fissures engendrées par la RAS ont commencé à s’allonger sans suivre d’orientation bien définie. Les premières fissures de flexion sont apparues à 452 kN, ce qui représente 50% de la charge de rupture de 920 kN. Ce n’est qu’à 905 kN (99% de la charge de rupture) que la première fissure de cisaillement est apparue du côté Est. L’ouverture de la fissure de cisaillement s’est par la suite mise à croitre rapidement alors que la capacité du corps d’épreuve s’est mise à chuter, indiquant ainsi une rupture en cisaillement à 920 kN (E).

Description du rechargement : L’ouverture et le glissement de la fissure critique se sont par la suite stabilisés due à la création d’un mécanisme de bielles de compression entre l’appui et le point d’application de la charge. La rupture en cisaillement du côté Ouest s’est produite à 1003 kN. Tout comme pour le côté Est, l’effort tranchant a été repris par un système de bielle qui a permis de résister à une charge ultime de 1508 kN. La rupture s’est alors produite par un éclatement du béton dans la zone en compression (sous la zone de chargement).

Tableau 7-6 : Mode de rupture de la dalle 2-NR.

Dalle 2-NR

Charge de rupture théorique : 728 kN

Charge de rupture expérimentale (chargement) : 829 kN (O) [+14%] Charge de rupture expérimentale (rechargement) : 969 kN (E)

Flèche lors de la rupture : 3,3 mm (O) 6,9 mm (E)

Description du chargement : Les premières fissures de flexion sont apparues à 539 kN, ce qui représente 65% de la charge de rupture de 829 kN. Ce n’est qu’à 770 kN (93% de la charge de rupture) que les premières fissures de cisaillement sont apparues du côté Est ainsi que du côté Ouest. La fissure la plus importante du côté Ouest s’est par la suite propagée très rapidement. Des capteurs d’ouverture et de glissement (LVDT) ont dès lors été installés. À la reprise du chargement, la valeur de 828,5 kN n’a pu être dépassée, ce qui en fait la charge de rupture expérimentale pour le côté Ouest (O).

État de la dalle du côté Ouest après la rupture

Description du rechargement : Suite à la rupture du côté Ouest, le mécanisme d’arche est entré en jeu, stabilisant ainsi l’ouverture et le glissement de la fissure critique. L’essai a donc été poursuivi sans nécessiter l’installation du système d’étriers externes. La fissure de cisaillement critique du côté Est s’est créée très rapidement, causant ainsi la rupture à une charge de 969 kN.

Tableau 7-7 : Mode de rupture de la dalle 2-R1.

Dalle 2-R1

Charge de rupture théorique : 728 kN

Charge de rupture expérimentale (chargement) : 924 kN (O) [+27%] Charge de rupture expérimentale (rechargement) : 1098 kN (E)

Flèche lors de la rupture : 4,3 mm (O) 8,0 mm (E)

Description du chargement : À partir de 340 KN, certaines fissures engendrées par la RAS ont commencé à progresser. Ce n’est toutefois qu’à 503 KN que les premières fissures de flexion ont commencé à être observées. La majorité d’entre elles sont des fissures de RAS qui se sont propagées du cœur de la dalle vers la fibre tendue. Beaucoup d’autres fissures de RAS se sont par la suite propagées. À l’avant‐dernier plateau de chargement (801 KN), aucun plan de cisaillement n’était clairement observable. Le plan de fissuration s’est défini du côté Ouest et la rupture de l’élément s’est produit à 924,2 kN (O).

État de la dalle du côté Ouest après la rupture

Description du rechargement : Suite à la rupture du côté Ouest, le mécanisme d’arche est entré en jeu, stabilisant ainsi l’ouverture et le glissement de la fissure critique du côté Est. L’essai a donc été poursuivi sans nécessiter l’installation du système d’étriers externes. La charge a ensuite été augmentée graduellement sans qu’il y ait création ou progression de fissures de cisaillement. À quelques kN de la charge maximale, une fissure de cisaillement critique s’est créée de manière très brutale. La dalle a finalement cédé en cisaillement du côté Est à une charge de 1098 kN.

Tableau 7-8 : Mode de rupture de la dalle 2-R2

Dalle 2-R2

Charge de rupture théorique : 728 kN

Charge de rupture expérimentale (chargement) : 935 kN (E) [+28%] Charge de rupture expérimentale (rechargement) : 1018 kN (O)

Flèche lors de la rupture : 4,8 mm (E) 6,3 mm (O)

Description du chargement : À partir de 340 KN, de nombreuses fissures engendrées par la RAS ont commencé à s’allonger sans suivre d’orientation bien définie. Ce n’est toutefois qu’à 500 KN que les premières fissures de flexion ont commencé à être observées. La majorité d’entre elles sont des fissures de RAS qui se sont propagées du cœur de la dalle vers la fibre tendue. Les fissures de cisaillement commencent à être visibles vers 820 KN. Leur orientation est toutefois moins bien définie. Une fissure principale s’est par la suite formée en empruntant des fissures nouvellement formées ainsi que des plans de fissure causés par la RAS. La chute de résistance ainsi que l’augmentation de l’ouverture de la fissure critique se sont produites à 935 KN du côté Est (E).

État de la dalle du côté Est après la rupture

Description du rechargement : L’ajout d’étriers externes du côté Ouest a permis de refermer la fissure critique afin de reprendre le chargement et d’amener le côté Est à la rupture. Lors de la remontée en charge, deux fissures de cisaillement se sont créées du côté Ouest. Une perte de résistance s’est produite à 1018 KN due à la présence de la fissure critique située près de l’appui Ouest. Suite à cette chute de résistance, un mécanisme de bielle et tirant s’est installé dans la section de béton non fissuré ce qui a permis de continuer l’essai jusqu’à 1589 kN. L’essai a été interrompu car la dalle présentait des signes de rupture en flexion.