Comportement fragile des roches : dégradation des propriétés élastiques et anisotropie induite par les contraintes

• Main Author: Pellegrino, Antonio
• Language: FRE
• Published: Ecole Nationale des Ponts et Chaussées 1995
• Subjects: [SPI:MECA] Engineering Sciences/Mechanics; [SDU:STU] Sciences of the Universe/Earth Sciences; mécanique roche; roche; grès; calcarénite; élasticité; stabilité; rupture; mécanique rupture; instabilité; explosion; rupture fragile; endommagement; étude expérimentale; méthode essai; essai triaxial; essai en place; modèle; simulation; cavité souterraine; excavation; compressibilité; déformation; fissure; méthode calcul; détérioration; charge triaxiale; déformation cassante; anisotropie; contrainte; étalonnage; compression triaxiale
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523151; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/52/31/51/PDF/1995TH_PELLEGRINO_A_NS19755.pdf

Le sujet de la thèse est l'étude de la dégradation des caractéristiques élastiques d'une roche fragile induite par le chargement. En particulier on s'intéresse à l'anisotropie induite et à son influence sur le caractère fragile de la rupture. L'étude présente le développement d'un modèle de comportement approprié à ce phénomène, une étude expérimentale pour l'étalonnage et la validation du modèle et enfin une application à un problème aux limites particulier représentant l'étude de la rupture d'un cylindre creux et d'une excavation souterraine profonde. Le cadre théorique utilisé est celui de la mécanique de l'endommagement continu. Le modèle développé est caractérisé par un tenseur de vitesse d'endommagement anisotrope d'ordre deux. Les lois d'évolution des trois composantes du tenseur d'endommagement sont obtenues expérimentalement à partir d'essais de compression triaxiale. Les essais ont été réalisés sur deux roches d'origine sédimentaire : une calcarénite italienne, la pietra leccese, et un grès français, le grès de Rothbach. L'influence des conditions de réalisation des essais (élancement des échantillons, frettage ou lubrification des bases des échantillons) a été étudiée. Nous avons simulé le comportement d'un cylindre creux et d'une cavité cylindrique soumise à un état de contraintes isotrope à l'infini. Les résultats de cette simulation numérique ont montré que plus l'anisotropie induite est forte, plus le comportement de la roche est fragile et plus élevé est le nombre de stabilité.