Recherche Avancée

Thèse soutenue

Déformation et rupture dans les roches tendres et les sols indurés : Comportement homogène et localisation

FR
Auteur / Autrice : Pierre Bésuelle
Direction : Jacques Desrues
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Grenoble 1
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sols, solides, structures - risques (Grenoble)

Résumé

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La localisation des deformations sous forme de bandes de cisaillement dans des roches tendres et des sols indures est etudiee par une approche experimentale et theorique : l'etude experimentale porte sur trois materiaux de caracteristiques differentes : un gres des vosges, une siltite du gard et une marne tendre de beaucaire. On decrit d'abord la mise en operation d'une cellule triaxiale a haute pression et le developpement d'une instrumentation de mesure des deformations. On presente ensuite une campagne d'essai sur un gres des vosges jusqu'a des confinements de 60 mpa. L'etude concerne le comportement homogene de la roche sur des chemins de compression, extension et isotropes, la detection de la localisation, la caracterisation des structures localisees par une observation macroscopique, des mesures tomodensitometriques et une analyse microstructurale quantitative. Sur une siltite du gard, plus raide que le gres, une etude de l'evolution de la fracturation de l'initiation jusqu'a la ruine de l'eprouvette est menee en utilisant la stereophotogrammetrie de faux relief. Pour la marne de beaucaire, le comportement normalement consolide est explore en realisant des mesures de permeabilite au cours de la deformation, en regime isotrope ou deviatoire. L'etude theorique presente la nouvelle loi cloe roche developpee specifiquement pour les roches tendres a partir du modele de lois incrementales non-lineaires hypoplastiques cloe. Elle prend en compte une dependance du comportement en volume vis-a-vis de la contrainte moyenne. L'identification de la loi est realisee sur le gres des vosges. Une analyse parametrique d'un critere explicite de bifurcation en mode localise prevoyant le moment d'apparition et l'inclinaison des bandes de cisaillement est realisee pour obtenir un calage des resultats theoriques de bifurcation sur les experiences. Cette demarche illustre l'esprit de la loi, qui considere les observations de localisation comme un element de calage de ses parametres.