Strength and complete stress-strain relationships for concrete tested in uniaxial compression under different test conditions

This report discusses the variations in strength and complete stress-strain behaviour which can result from varying some basic experimental conditions. The significance of varying the specimen slenderness ratio, ratio of specimen diameter to maximum size of aggregate, diameter of test platen used to transmit load from the testing machine to the test specimen, and the methods employed for strain measurement, have been evaluated.

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Résumé On examine les variations de résistance et des relations contrainte-déformation qu'on peut obtenir en faisant varier certaines des conditions expérimentales de base. On a étudié les incidences des variations du degré d'élancement de l'éprouvette, du rapport du diamètre de l'éprouvette à la dimension maximale du granulat, du diamètre du plateau d'essai utilisé pour transmettre la charge à l'éprouvette ainsi que de la méthode de mesure des déformations. Tous les essais ont été effectués sur des éprouvettes cylindriques carottées et sciées. Avec ce type d'éprouvette, on a obtenu une rupture uniforme par la suppression de la zone faible au voisinage de la surface de coulée. Les rapports d'élancement et les diamètres des carottes étaient respectivement compris entre 1–3 et 25–100 mm. On a maintenu une vitesse de déformation de 2,5×10⁻⁶/sec. Les principaux résultats de cette étude sont les suivants: a) la variation du comportement contraintedéformation en fonction du degré d'élancement montre différentes tendances selon que les déformations unitaires sont déterminées d'après la mesure des déformations globales ou d'après celle de la zone centrale des éprouvettes. Quoique ces différences diminuent avec l'augmentation du degré d'élancement, elles restent notables. b) Un degré d'élancement de 2,5 convient très bien à l'étude des propriétés du béton non armé. Pour des degrés d'élancement inférieurs, des ruptures se produisent aux extrémités fortement encastrées, tandis qu'à des degrés d'élancement plus élevés on constate un transfert indésirable d'énergie de déformation élastique depuis les régions de rupture aux extrémités vers la zone centrale de rupture. Le taux de variation de la résistance atteint aussi une valeur minimale. c) L'emploi de plateaux d'acier dont le diamètre excède celui de l'éprouvette détermine un accroissement de 3% de la déformation de rupture observée (à partir de la déformation globale); après application de la contrainte maximale le comportement est plus sérieusement affecté. d) Bien que la contrainte correspondant au début de la dilatation augmente avec le degré d'élancement, la contrainte latérale correspondant à ces contraintes de dilatation restait constante à 0,043% près. e) Avec une dimension maximale de granulat (D₀) de 9,52 mm, et pour des éprouvettes de diamètre (D) différent, on constate que la résistance atteint un maximum pour D/D₀=8. Le diamètre optimal d'une éprouvette, correspondant à sa résistance la plus élevée, pour la dimension maximale de granulat, peut être déterminé approximativement par: D/D₀=14,55−6,68 log₁₀D₀.