An analytical model for the pull-out of rigid anchors

Abstract

A linear elastic fracture mechanics model is presented for the pull-out failure caused by a rigid anchor embedded in a brittle material. The anchor is modeled as a vertically loaded, partly bonded rigid plate in an elastic half-space, and failure is assumed to arise from cracking which emanates from the edges of the plate. The two-dimensional elasticity problem is reduced to solving numerically a system of coupled singular integral equations. Stress intensity factors are presented for several combinations of load geometry, crack length, crack extension angle, and embedment depth. The stress intensity factors are used to construct crack paths and to determine the stability of crack propagation.

Résumé

On présente un modèle de mécanique de rupture linéaire et élastique pour une rupture par arrachement causée par un ancrage rigide noyé dans un matériau fragile. L'ancrage est représenté par une plaque rigide chargée verticalement et partiellement solidaire d'un demi espace élastique. On suppose que la rupture prend naissance d'une fissuration émanant du bord de la plaque.

On réduit le problème d'élasticité bidimensionnelle à la résolution numérique d'un système d'intégrales singulières couplées.

On présente les facteurs d'intensité de constraintes pour diverses combinaisons de géométries de mise en charge, de longueurs de fissure, d'angle de fissuration et de profondeur de fixation. On utilise les facteurs d'intensité de contrainte pour tracer les parcours possibles pour la fissure, et pour déterminer sa stabilité de propagation.