Étude expérimentale et modélisation de l'endommagement anisotrope des roches fragiles PDF Download
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Author: Rahman Khazraei
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Languages : fr
Pages : 268
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Book Description
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: Rahman Khazraei
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Languages : fr
Pages : 268
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Book Description
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: Antonio Pellegrino
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 153
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Book Description
LE SUJET DE LA THESE EST L'ETUDE DE LA DEGRADATION DES CARACTERISTIQUES ELASTIQUES D'UNE ROCHE FRAGILE INDUITE PAR LE CHARGEMENT. EN PARTICULIER ON S'INTERESSE A L'ANISOTROPIE INDUITE ET A SON INFLUENCE SUR LE CARACTERE FRAGILE DE LA RUPTURE. L'ETUDE PRESENTE LE DEVELOPPEMENT D'UN MODELE DE COMPORTEMENT APPROPRIE A CE PHENOMENE, UNE ETUDE EXPERIMENTALE POUR L'ETALONNAGE ET LA VALIDATION DU MODELE ET ENFIN UNE APPLICATION A UN PROBLEME AUX LIMITES PARTICULIER REPRESENTANT L'ETUDE DE LA RUPTURE D'UN CYLINDRE CREUX ET D'UNE EXCAVATION SOUTERRAINE PROFONDE. LE CADRE THEORIQUE UTILISE EST CELUI DE LA MECANIQUE DE L'ENDOMMAGEMENT CONTINU. LE MODEL DEVELOPPE EST CARACTERISE PAR UN TENSEUR DE VITESSE D'ENDOMMAGEMENT ANISOTROPE D'ORDRE DEUX. LES LOIS D'EVOLUTION DES TROIS COMPOSANTES DU TENSEUR D'ENDOMMAGEMENT SONT OBTENUES EXPERIMENTALEMENT A PARTIR D'ESSAIS DE COMPRESSION TRIAXIALE. LES ESSAIS ONT ETE REALISES SUR DEUX ROCHES D'ORIGINE SEDIMENTAIRE: UNE CALCARENITE ITALIENNE, LA PIETRA LECCESE, ET UN GRES FRANCAIS, LE GRES DE ROTHBACH. L'INFLUENCE DES CONDITIONS DE REALISATION DES ESSAIS (ELANCEMENT DES ECHANTILLONS, FRETTAGE OU LUBRIFICATION DES BASES DES ECHANTILLONS) ONT ETE ETUDIEES. NOUS AVONS SIMULE LE COMPORTEMENT D'UN CYLINDRE CREUX ET D'UNE CAVITE CYLINDRIQUE SOUMISE A UN ETAT DE CONTRAINTES ISOTROPE A L'INFINI. LES RESULTATS DE CETTE SIMULATION NUMERIQUE ONT MONTRE QUE PLUS L'ANISOTROPIE INDUITE EST FORTE PLUS LE COMPORTEMENT DE LA ROCHE EST FRAGILE ET PLUS ELEVE EST LE NOMBRE DE STABILITE
Author: Pierre-Yves Hicher
Publisher: John Wiley & Sons
ISBN: 1118621492
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 340
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Book Description
This title provides a comprehensive overview of elastoplasticity relating to soil and rocks. Following a general outline of the models of behavior and their internal structure, each chapter develops a different area of this subject relating to the author's particular expertise. The first half of the book concentrates on the elastoplasticity of soft soils and rocks, while the second half examines that of hard soils and rocks.
Author: NICOLAS.. GATELIER
Publisher:
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Category :
Languages : fr
Pages : 420
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Book Description
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: Ali Jalbout
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Languages : fr
Pages : 374
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Book Description
La prédiction de la stabilité des ouvrages souterrains est toujours un enjeu économique important, que ce soit dans le domaine du génie civil, du génie minier ou du génie pétrolier. L'analyse de la stabilité de ces ouvrages nécessite une bonne connaissance des mécanismes de déformation et de rupture du milieu rocheux. L'objet de ce travail, est l'étude de l'effet de l'anisotropie induite sur le comportement d'un grès des Vosges. La méthode consiste à créer différentes configurations d'endommagement correspondant à plusieurs états de fissurations, et par la suite, examiner l'évolution de certains paramètres mécaniques. L'étude est réalisée au moyen d'essais conventionnels (compression triaxiale, traction, couplage) sur un matériau présentant une isotropie initiale. L'endommagement du matériau est fait sur des grands blocs après plusieurs essais préliminaires de témoins. Trois configurations de dégradation ont été réalisées. Une étude détaillée est réalisée sur des échantillons carottés dans ces blocs. L'influence de l'anisotropie de l'endommagement induit sur l'évolution des propriétés mécaniques est étudiée. L'analyse des résultats met en évidence l'effet du pré - endommagement sur l'évolution des propriétés mécaniques.
Author: Yingfa Lu
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Languages : fr
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Book Description
L'objectif consistait à décrire de manière précise les comportements mécaniques et poromécaniques des grès des Vosges secs et saturés. En ce qui concerne la modélisation du comportement mécanique du grès des Vosges secs, on propose un modèle d'endommagement anisotrope induit par des microfissures. Ce modèle, basé sur les travaux précédents, décrit un comportement mécanique endommagé, en tenant compte du mécanisme du glissement et de l'ouverture des microfissures. Le potentiel complémentaire thermodynamique est caractérisé par sa dépendance linéaire par rapport à variable endommagé et par la présence d'un terme linéaire par rapport au tenseur de contrainte. L'évolution d'endommagement est liée directement à la propagation des microfissures. En particulier, un moyen pour déterminer tous les paramètres a été proposé. La vérification du modèle proposé sur divers chemins de sollicitations a montré une bonne performance. En ce qui concerne la modélisation du comportement poromécanique du grès des Vosges saturé, on développe le modèle d'endommagement anisotrope induit par des microfissures, afin de décrire les comportements poromécaniques. On adopte les paramètres d'essai de compression triaxial drainé, pour simuler les comportements d'endommagements anisotrope des roches drainées et non drainée saturée. En se basant des observations expérimentales, les contraintes effectives de Terzaghi sont utilisées avec le critère de la propagation des microfissures, afin de décrire la caractéristique de la rupture des microfissures. La formulation du potentiel thermodynamique est aussi développée, l'équation d'état peut être obtenue, en utilisant le potentiel dual. La simulation numérique montre que le modèle développé est capable de décrire les principales caractéristiques liées à l'endommagement induit par les microfissurations.
Author: Jianjun Zhou
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Languages : fr
Pages : 121
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Book Description
Cette étude concerne une modélisation du comportement mécanique et hydromécanique des roches saturées avec la prise en compte de la variation de la perméabilité en fonction de l'endommagement. On établit d'abord la fonction de l'enthalpie libre par une approche micromécanique directe en prenant la distribution de la longueur de microfissure. On prend en compte l'ouverture de microfissures fermées liée au glissement tangentiel en raison de la rugosité des surfaces de fissures. Cette ouverture contribue directement à la dilatance volumique et à la variation de perméabilité macroscopique du matériau. On montre également une approche phénoménologique avec une approximation par un tenseur d'endommagement d'ordre deux. Ensuite on propose une extension du modèle à décrire le comportement poromécanique des roches saturées. Les réponses poromécanique en conditions drainées et non drainées du grès des Vosges ont été étudiées. Dans la dernière partie on a proposé un modèle couplé décrivant le comportement du couplage entre l'endommagement induit et la variation de la perméabilité des roches.
Author: Géraldine Fabre
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Languages : fr
Pages : 0
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Book Description
Des essais de fluage de longue durée et de chargement à vitesse lente ont permis d'étudier la viscosité de trois roches argileuses. L'aptitude au fluage, faible perméabilité et la forte capacité de rétention des radioéléments de ce type de roche sont des qualités essentielles pour constituer la couche hôte d'un stockage de déchets radioactifs. Dans ce contexte, le but de cette thèse est d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes régissant les comportements mécaniques différés aux échelles micro et macroscopique. L'étude expérimentale a été complétée par une analyse microstructurale sur lames minces. En simulant analytiquement le comportement mécanique, les résultats de l'étude expérimentale nous ont permis d'identifier les paramètres de différents modèles viscoplastiques. La meilleure simulation du comportement a été obtenue avec un modèle prenant en compte le développement des déformations volumiques irréversibles de la roche et son anisotropie d'endommagement.
Author: Géraldine Fabre
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Languages : fr
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Book Description
Des essais de fluage de longue durée et de chargement à vitesse lente ont permis d'étudier la viscosité de trois roches argileuses. L'aptitude au fluage, faible perméabilité et la forte capacité de rétention des radioéléments de ce type de roche sont des qualités essentielles pour constituer la couche hôte d'un stockage de déchets radioactifs. Dans ce contexte, le but de cette thèse est d'apporter une meilleure compréhension des mécanismes régissant les comportements mécaniques différés aux échelles micro et macroscopique. L'étude expérimentale a été complétée par une analyse microstructurale sur lames minces. En simulant analytiquement le comportement mécanique, les résultats de l'étude expérimentale nous ont permis d'identifier les paramètres de différents modèles viscoplastiques. La meilleure simulation du comportement a été obtenue avec un modèle prenant en compte le développement des déformations volumiques irréversibles de la roche et son anisotropie d'endommagement.
Author: Gilles Duveau
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Languages : fr
Pages : 398
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Book Description
Le calcul des ouvrages souterrains en milieu fortement anisotrope fragile s'effectue classiquement et pratiquement à l'aide de l'élasticité linéaire. Cette hypothèse ne tient compte ni des irréversibilités constatées expérimentalement, ni de la dilatance induite par la microfissuration. Or, il a été montre que ces irréversibilités et cette dilatance jouaient un rôle primordial dans la distribution des contraintes en parement de galerie. Ainsi l'objet de cette étude est de proposer un modèle rendant compte de ces phénomènes pour une roche possédant une anisotropie de structure fortement marquée : le schiste d'Angers. Le but final est d'étudier la stabilité des galeries dans ces formations géologiques. Afin de caractériser le comportement de cette roche, de nombreux tests triaxiaux ont été menés au sein de notre laboratoire par hammade. Ces essais ont permis de montrer que lorsque les axes principaux de contraintes étaient proches des axes de structure du matériau, la roche présentait un comportement quasiment élasto-endommageable. Pour toutes les autres orientations le comportement observé était du essentiellement à un mécanisme de glissement. Dans ce travail, les mécanismes de microfissuration et de glissement ont été supposés indépendants. Apres élaboration d'un critère de rupture pour notre matériau, nous proposons une modélisation de chaque mécanisme (respectivement du mécanisme de microfissuration et du mécanisme de glissement). Afin de modéliser le mécanisme de microfissuration, nous avons choisi d'étendre, aux milieux anisotropes, le modèle incrémental de microfissuration induite immic développe au sein du laboratoire par shao. Pour modéliser le mécanisme de glissement, nous avons procédé à une homogénéisation du complexe matrice rocheuse / plan de schistosite en nous appuyant sur les résultats de la mécanique des joints. Des essais réalisés sur ouvrage type effectués grâce à la presse triaxiale vraie de l'université de Lille, ont permis alors de faire une validation avancée du modèle.
