Étude expérimentale de l'endommagement des roches par des méthodes acoustiques PDF Download
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Author: Jérôme Wassermann
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Category :
Languages : fr
Pages : 252
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Book Description
Afin de mieux comprendre les processus d’endommagement des roches sollicitées mécaniquement, nous avons mené une étude « micro-macro » de l’endommagement au sens où nous avons réalisé des mesures microscopiques et macroscopiques de son évolution durant un essai mécanique. Cette étude a ainsi comporté : - des mesures de modules élastiques avant la rupture macroscopique ; - des mesures de vitesses de propagation des ondes élastiques et d’atténuation ; - des mesures d’activité acoustique (événements d’EA). De cette étude expérimentale, se dégagent les résultats suivants : - Il existe une remarquable cohérence entre les trois types de mesures effectuées. - L’endommagement de roches aux comportements macroscopiques différents découle de micromécanismes eux aussi différents. Pour des roches dilatantes, on observe des micromécanismes en extension (Mode I). L’endommagement de roches non-dilatantes résulte de micromécanismes en cisaillement. - Une corrélation entre le contenu fréquentiel des événements d’EA et le type de micromécanismes est observée. Les micromécanismes en extension (Mode I) ont le contenu fréquentiel le plus élevé. Les micromécanismes en compression (fermeture de microfissures, de vides inter-granulaires) ont un contenu fréquentiel basse fréquence. Les micromécanismes de cisaillement ont un contenu fréquentiel intermédiaire aux deux précédents.
Author: Jérôme Wassermann
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Languages : fr
Pages : 252
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Afin de mieux comprendre les processus d’endommagement des roches sollicitées mécaniquement, nous avons mené une étude « micro-macro » de l’endommagement au sens où nous avons réalisé des mesures microscopiques et macroscopiques de son évolution durant un essai mécanique. Cette étude a ainsi comporté : - des mesures de modules élastiques avant la rupture macroscopique ; - des mesures de vitesses de propagation des ondes élastiques et d’atténuation ; - des mesures d’activité acoustique (événements d’EA). De cette étude expérimentale, se dégagent les résultats suivants : - Il existe une remarquable cohérence entre les trois types de mesures effectuées. - L’endommagement de roches aux comportements macroscopiques différents découle de micromécanismes eux aussi différents. Pour des roches dilatantes, on observe des micromécanismes en extension (Mode I). L’endommagement de roches non-dilatantes résulte de micromécanismes en cisaillement. - Une corrélation entre le contenu fréquentiel des événements d’EA et le type de micromécanismes est observée. Les micromécanismes en extension (Mode I) ont le contenu fréquentiel le plus élevé. Les micromécanismes en compression (fermeture de microfissures, de vides inter-granulaires) ont un contenu fréquentiel basse fréquence. Les micromécanismes de cisaillement ont un contenu fréquentiel intermédiaire aux deux précédents.
Author: Florence Lenhardt
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Languages : fr
Pages : 0
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Author: Anis Bounenni
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Languages : fr
Pages : 436
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Author: Rahman Khazraei
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Languages : fr
Pages : 268
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L'objet de ce travail est l'étude expérimentale et la modélisation du comportement mécanique d'un grès des Vosges. Ce grès est une roche ayant une grande susceptibilité à la microfissuration. L'étude est composée de trois parties. Dans la première partie, une étude expérimentale est menée sur ce grès. Différents essais sous sollicitations de compression à court terme (essai hydrostatique et différents chemins de chargement triaxial) et à long terme (essais de fluage triaxial et essais à différentes vitesses de déformation) ont été réalisés. Les résultats de ces essais montrent un comportement élastique endommageable ainsi que le comportement diffère de ce matériau. La deuxième partie de l'étude est consacrée au développement d'un modèle d'endommagement anisotrope en tenant compte du comportement différé du matériau. Ce modèle, utilisant une variable d'endommagement tensorielle d'ordre 2 permet de décrire l'anisotropie induite par la microfissuration. La loi d'évolution de l'endommagement est obtenue en utilisant les principes de la mécanique de la rupture et est liée directement à la propagation des microfissures. Tous les paramètres du modèle (11 au total) peuvent être déterminés à partir des essais couramment réalisés en laboratoire. La validation du modèle a été effectuée sur différents chemins de sollicitations. A travers les comparaisons entre la simulation et l'expérience, la bonne performance du modèle a pu être appréciée. Dans la dernière partie, nous avons étudié quelques exemples d'application sur la stabilité des ouvrages souterrains. Les résultats obtenus confirment la pertinence du modèle.
Author: Tuong Lam Nguyen
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Languages : fr
Pages : 0
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Le travail de recherche que nous présentons dans cette thèse concerne, tout d'abord, une étude expérimentale sur le processus de fissuration sous compression uniaxiale d'échantillons de roche ayant des entailles rectilignes inclinées. Ensuite, nous présentons une étude de l'évolution de la localisation des déformations vers la rupture dans des échantillons ayant une géométrie particulière à encoches arrondies ; cette géométrie (inspirée par les travaux de Meuwissen et al. (1998) sur les métaux) favorise la localisation de la déformation de cisaillement en compression uniaxiale avant l'apparition de fissures. Notre étude expérimentale a été réalisée sur deux matériaux différents: une roche naturelle d'origine volcanique (le Tuf de Naples) et une « roche » artificielle (le CPIR09). Nous utilisons dans cette thèse une combinaison de trois techniques de mesure de champs : (i) la corrélation d'images numériques (Digital Image Correlation, DIC) pour les mesures des champs cinématiques à la surface d'échantillons; (ii) l'enregistrement d'Emissions Acoustiques (EA) et la localisation des sources des EA, qui permettent de suivre l'endommagement dans un échantillon au cours du chargement; (iii) la tomographie à Rayons-X, avant et après chaque essai, afin de caractériser les défauts et les discontinuités préexistants dans le volume des éprouvettes et de mieux comprendre la fissuration dans le volume.
Author: J.P. Turner
Publisher: Geological Society of London
ISBN: 1786203200
Category : Science
Languages : en
Pages : 297
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Geomechanics investigates the origin, magnitude and deformational consequences of stresses in the crust. In recent years awareness of geomechanical processes has been heightened by societal debates on fracking, human-induced seismicity, natural geohazards and safety issues with respect to petroleum exploration drilling, carbon sequestration and radioactive waste disposal. This volume explores the common ground linking geomechanics with inter alia economic and petroleum geology, structural geology, petrophysics, seismology, geotechnics, reservoir engineering and production technology. Geomechanics is a rapidly developing field that brings together a broad range of subsurface professionals seeking to use their expertise to solve current challenges in applied and fundamental geoscience. A rich diversity of case studies herein showcase applications of geomechanics to hydrocarbon exploration and field development, natural and artificial geohazards, reservoir stimulation, contemporary tectonics and subsurface fluid flow. These papers provide a representative snapshot of the exciting state of geomechanics and establish it firmly as a flourishing subdiscipline of geology that merits broadest exposure across the academic and corporate geosciences.
Author: NICOLAS.. GATELIER
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Languages : fr
Pages : 420
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L'OBJET DE CE TRAVAIL EST L'ANALYSE EXPERIMENTALE ET THEORIQUE DE L'ENDOMMAGEMENT DES ROCHES ANISOTROPES. L'ETUDE EXPERIMENTALE EST REALISEE AU MOYEN D'ESSAIS CYCLIQUES DE COMPRESSION SOUS PRESSION DE CONFINEMENT SUR UN GRES DES VOSGES PRESENTANT UNE STRUCTURE INITIALE A SYMETRIE ORTHOTROPE DE REVOLUTION. L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT EST ANALYSEE PAR UNE MESURE FINE DE TOUTES LES COMPOSANTES DU TENSEUR DES DEFORMATIONS TOTALES ET IRREVERSIBLES. L'INFLUENCE DE L'ANISOTROPIE SUR L'EVOLUTION DES PROPRIETES MECANIQUES EST ETUDIEE. L'ANALYSE DES RESULTATS MET EN EVIDENCE LES MECANISMES DE DEFORMATION DU MATERIAU. UNE ETUDE DE LAMES MINCES EFFECTUEES SUR DES ECHANTILLONS IMPREGNES APRES ESSAIS EST PRESENTEE. D'UN POINT DE VUE THEORIQUE, UN INTERET PARTICULIER A ETE PORTE A L'ETUDE DES PROPRIETES EFFECTIVES D'UN MATERIAU CONSTITUE D'UNE MATRICE HOMOGENE LINEAIRE ET ELASTIQUE CONTENANT DES CAVITES. UN MODELE MICROMECANIQUE BIDIMENSIONNEL POUR MATERIAUX FRAGILES CONTENANT INITIALEMENT UNE DISTRIBUTION DE FISSURES PLANES NON-INTERAGISSANTES EST PRESENTE. LES PRINCIPALES CARACTERISTIQUES DE DEFORMATION DES ROCHES, EN PARTICULIER, LES PHENOMENES DE DILATANCE, D'HYSTERESIS ET D'ANISOTROPIE INDUITE SONT REPRODUITES PAR LE MODELE. L'INFLUENCE D'UN FLUIDE LINEAIREMENT COMPRESSIBLE SUR L'EVOLUTION DES VARIABLES D'ENDOMMAGEMENT ET SUR LA STABILITE DE LA PROPAGATION DES FISSURES EST ANALYSEE EN CONDITION NON DRAINEE. UNE ETUDE PARAMETRIQUE EST EFFECTUEE ET LES LIMITES D'APPLICABILITE DU MODELE SONT SOULIGNEES.
Author: David Amitrano
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Languages : fr
Pages : 0
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Lors de la sollicitation mecanique des roches, la propagation de fissures provoque l'emission d'une onde acoustique (ea) ainsi qu'une modification des proprietes elastiques du materiau. L'ea est donc un moyen direct pour etudier l'evolution de l'endommagement, depuis le stade diffus jusqu'a celui ou il se localise pour former une discontinuite macroscopique. L'ea est egalement consideree comme un modele a petite echelle de la sismicite induite par les travaux souterrains ou de celle de la croute terrestre. En effet, on observe a ces differentes echelles des distributions en loi puissance (exposant b) qui indiquent une invariance d'echelle. La premiere partie de ce travail est consacree a une etude experimentale de l'ea du granite du sidobre en compression triaxiale. Nous montrons que l'ea est liee a un comportement macroscopique non lineaire et peut etre utilisee comme un estimateur de l'endommagement. L'augmentation de la pression de confinement rend le comportement mecanique plus ductile et fait diminuer l'exposant b. Nous proposons, dans la deuxieme partie, un modele numerique base sur l'endommagement elastique et sur la methode des elements finis. Ce modele permet de simuler les principales observations concernant l'ea et le comportement des roches. En particulier, il permet de simuler un comportement macroscopique allant du fragile avec un endommagement localise au ductile avec un endommagement diffus avec un seul parametre de controle : l'angle de frottement interne. En utilisant des valeurs experimentales de ce parametre, nous parvenons a simuler les transitions fragile-ductile et localise-diffus observees lorsque la pression de confinement augmente. La troisieme partie concerne l'etude de la sismicite induite dans une mine. Le caractere critique de la distribution de la taille des seismes est propose comme un critere de surveillance du risque sismique. La relation entre l'exposant b et la dimension de correlation spatiale des sources sismiques est etudiee.
Author: DAVIDE.. AMITRANO
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Languages : fr
Pages : 257
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LORS DE LA SOLLICITATION MECANIQUE DES ROCHES, LA PROPAGATION DE FISSURES PROVOQUE L'EMISSION D'UNE ONDE ACOUSTIQUE (EA) AINSI QU'UNE MODIFICATION DES PROPRIETES ELASTIQUES DU MATERIAU. L'EA EST DONC UN MOYEN DIRECT POUR ETUDIER L'EVOLUTION DE L'ENDOMMAGEMENT, DEPUIS LE STADE DIFFUS JUSQU'A CELUI OU IL SE LOCALISE POUR FORMER UNE DISCONTINUITE MACROSCOPIQUE. L'EA EST EGALEMENT CONSIDEREE COMME UN MODELE A PETITE ECHELLE DE LA SISMICITE INDUITE PAR LES TRAVAUX SOUTERRAINS OU DE CELLE DE LA CROUTE TERRESTRE. EN EFFET, ON OBSERVE A CES DIFFERENTES ECHELLES DES DISTRIBUTIONS EN LOI PUISSANCE (EXPOSANT B) QUI INDIQUENT UNE INVARIANCE D'ECHELLE. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL EST CONSACREE A UNE ETUDE EXPERIMENTALE DE L'EA DU GRANITE DU SIDOBRE EN COMPRESSION TRIAXIALE. NOUS MONTRONS QUE L'EA EST LIEE A UN COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE NON LINEAIRE ET PEUT ETRE UTILISEE COMME UN ESTIMATEUR DE L'ENDOMMAGEMENT. L'AUGMENTATION DE LA PRESSION DE CONFINEMENT REND LE COMPORTEMENT MECANIQUE PLUS DUCTILE ET FAIT DIMINUER L'EXPOSANT B. NOUS PROPOSONS, DANS LA DEUXIEME PARTIE, UN MODELE NUMERIQUE BASE SUR L'ENDOMMAGEMENT ELASTIQUE ET SUR LA METHODE DES ELEMENTS FINIS. CE MODELE PERMET DE SIMULER LES PRINCIPALES OBSERVATIONS CONCERNANT L'EA ET LE COMPORTEMENT DES ROCHES. EN PARTICULIER, IL PERMET DE SIMULER UN COMPORTEMENT MACROSCOPIQUE ALLANT DU FRAGILE AVEC UN ENDOMMAGEMENT LOCALISE AU DUCTILE AVEC UN ENDOMMAGEMENT DIFFUS AVEC UN SEUL PARAMETRE DE CONTROLE : L'ANGLE DE FROTTEMENT INTERNE. EN UTILISANT DES VALEURS EXPERIMENTALES DE CE PARAMETRE, NOUS PARVENONS A SIMULER LES TRANSITIONS FRAGILE-DUCTILE ET LOCALISE-DIFFUS OBSERVEES LORSQUE LA PRESSION DE CONFINEMENT AUGMENTE. LA TROISIEME PARTIE CONCERNE L'ETUDE DE LA SISMICITE INDUITE DANS UNE MINE. LE CARACTERE CRITIQUE DE LA DISTRIBUTION DE LA TAILLE DES SEISMES EST PROPOSE COMME UN CRITERE DE SURVEILLANCE DU RISQUE SISMIQUE. LA RELATION ENTRE L'EXPOSANT B ET LA DIMENSION DE CORRELATION SPATIALE DES SOURCES SISMIQUES EST ETUDIEE.
Author: Mohammad Keshavarz Bakhshaiesh
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Languages : en
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