Analyses géostatistique et fractale de l'évolution de la morphologie de discontinuités au cours du cisaillement

par Sandrine Sabbadini

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Françoise Homand.

Soutenue en 1994

à Vandoeuvre-les-Nancy, INPL .


  • Résumé

    Le succès de nombreuses applications telles que, la recherche de sites de dépôts pour les déchets, la recherche pétrolière et l'exploitation géothermique, dépend d'une bonne connaissance du comportement des joints rocheux naturels. Plusieurs auteurs soulignent la présence d'une relation entre la morphologie des joints et le comportement au cisaillement. Dans le contexte de la mécanique des roches, la morphologie inclue la géométrie de la rugosité, le degré d'emboitement des aspérités et la surface de contact. Cette étude présente une analyse, par les méthodes spatiales géostatistique et fractale, de la morphologie des joints rocheux a la suite d'essais de cisaillement direct. Quatre discontinuités naturelles, de rugosités variables, ont été choisies et reproduites sous forme de répliques en mortier, de façon à pouvoir tester plusieurs fois la même morphologie. Les répliques étaient alors cisaillées sous différentes conditions expérimentales (contrainte normale, direction, vitesse, nombre d'essais). Avant et après chaque essai de cisaillement, la rugosité de surface, pour chaque éponte, était mesurée par l'intermédiaire d'un système de mesure optique laser permettant une numérisation sans contact avec l'échantillon. Les données numériques étaient alors analysées par les méthodes géostatistique et fractale. Chaque profil était ainsi caractérisé par plusieurs paramètres dont la portée, la variance et la dimension fractale. La portée et la variance caractérisent la structure du profil, et la dimension fractale représente le degré d'irrégularité. Pour compléter l'étude, plusieurs analyses en composantes principales ont été effectuées sur les paramètres de rugosité associes aux paramètres de cisaillement. Les résultats obtenus montrent que la rugosité varie nettement en comportement de cisaillement. Ces variations sont sensiblement influencées par la direction et le nombre d'essais de cisaillement imposés à la même surface

  • Titre traduit

    Geostatistical and fractal analysis of discontinuities morphology evolution during shear


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Informations

  • Détails : 1 vol. (287 p.)
  • Annexes : 76 ref.

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