Etude experimentale et modelisation du comportement des roches granulaires : ecrouissage, radoucissement et rupture en mode localise

par AMINE EL BIED

Thèse de doctorat en ?

Sous la direction de Jean Sulem.

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  • Résumé

    Le phenomene de radoucissement d'une roche est etudie a partir de l'observation des modes de localisation des deformations. A partir d'essais de compression triaxiale sur un gres de fontainebleau, on caracterise a la fois le comportement pre-localisation et la formation des bandes de cisaillement. Les conditions d'essais sont optimisees par un choix adapte de la geometrie de l'echantillon (elancement, taille, forme) et des conditions a l'interface roche-plateau. On montre que le frettage a l'interface modifie l'allure des courbes contraintes-deformations et affecte le mode de rupture. Les caracteristiques de bandes de cisaillement (orientation et epaisseur) sont egalement modifiees par le frettage. Une technique anti-frettage par lubrification de l'interface est utilisee et validee. L'effet de la presence d'un fluide interstitiel est etudie. On montre que la loi de contrainte effective de terzaghi est verifiee dans le cas des essais realises en conditions drainees. Les phases de fissuration des echantillons correspondant au seuil de microfissuration, au seuil de dilatance et au seuil de localisation sont identifiees. Le probleme du controle experimental de la phase post-pic est egalement discute. Les observations de bandes de cisaillement montrent que l'epaisseur et l'angle d'orientation de la bande par rapport a la contrainte principale mineure ont tendance a diminuer quand on augmente la pression de confinement. La microstructure des bandes est etudiee a partir de microphotographies obtenues au microscope electronique a balayage (meb) et a la loupe binoculaire. L'evolution de la porosite et de la granulometrie dans la zone de localisation est quantifiee. Sous faible pression de confinement, on observe un phenomene de dilatance a l'interieur et a proximite de la bande caracterise par une augmentation de la porosite. A forte pression de confinement, on observe un phenomene de dilatance a proximite de la bande et de contractance au cur de la bande caracterise par une intense fragmentation des grains et une reduction importante de la porosite. Un modele de comportement elastoplastique du second-gradient avec ecrouissage et radoucissement pour le gres de fontainebleau est developpe. La phase d'ecrouissage est etalonnee sur la phase pre-localisation des essais triaxiaux. Le comportement radoucissant est evalue de facon indirecte a partir d'une analyse de l'epaisseur des bandes de cisaillement.


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Informations

  • Détails : 513 p.
  • Annexes : 709 ref.

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  • Bibliothèque : Ecole des Ponts ParisTech (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne). La Source - Bibliothèque de l'Ecole des Ponts.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : NS 25103
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