Comportement mécanique d'une fracture en cisaillement : analyse par plan d'expériences des données mécaniques et morphologiques connues sur une fracture

par Philippe Lopez

Thèse de doctorat en Mécanique

Sous la direction de Joëlle Riss.

Soutenue en 2000

à Bordeaux 1 .

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  • Résumé

    Une serie d'essais mecaniques en cisaillement sur des repliques en mortier d'une fracture rocheuse (flamand, 2000) a permis de mettre en evidence l'influence de la morphologie sur le comportement mecanique en cisaillement. Partant de ces essais on se propose d'etablir un modele du comportement et de determiner quels sont les parametres ou facteurs morphologiques les plus influents sur le comportement. A cette fin une revue bibliographique dans le domaine du comportement mecanique des fractures rocheuses a ete realisee ; il en ressort que les modeles actuels ne permettent pas de modeliser en une seule fois, le comportement sur toute la gamme des deplacements horizontaux. Dans un premier temps, une simulation geostatistique de la surface des epontes rocheuses est effectuee pour calculer, quelle que soit la direction de deplacement relatif des epontes, les valeurs de facteurs morphologiques ; on en retient quatre r l, z 3, 2, z 4. Dans un deuxieme temps, un plan d'experiences prenant en compte des facteurs mecaniques (contrainte normale et deplacement horizontal) et les facteurs morphologiques precedents est construit ; les resultats qui en decoulent sont analyses. Les resultats du plan permettent d'obtenir un modele de simulation du comportement pour des contraintes normales comprises entre 0% et 30% de la resistance en compression du materiau utilise pour les repliques, pour des deplacements tangentiels compris entre 0 mm et 5 mm, et pour toutes les directions de deplacements horizontaux. Le facteur morphologique z 3 se distingue des autres ; on montre que son influence sur le comportement est tres faible. Les facteurs morphologiques (r l, z 4 et 2) influencent de facon significative le comportement mecanique en cisaillement, soit la dilatance, et la contrainte tangentielle. Tenant compte des resultats d'une etude des erreurs de prediction, une nouvelle serie d'essais est proposee respectant une repartition uniforme des niveaux du facteur morphologique 2.

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  • Détails : 390 p

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