Temperature effect on the behaviour of engineered clay barriers - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2005

Temperature effect on the behaviour of engineered clay barriers

Effet de la température sur le comportement des barrières de confinement

Anh Minh A.M. Tang

Abstract

The present work deals with the thermo-hydro-mechanical behaviour of compacted swelling clay used for engineered barriers in high-level radioactive repositories. The MX80 bentonite was chosen for this work. Firstly, an experimental work on the thermal conductivity of the compacted bentonite was performed. The results evidenced the effects of dry density, water content, volumetric fraction of soil components, microstructure, and mineralogy. This experimental work gave rise to the proposition of a theoretical model for estimate the thermal conductivity of compacted bentonites. Secondly, after a calibration of suction generated by saturated saline solution in function of temperature, water retention curves were determined at different temperatures. The experimental results showed a decrease of the water retention capacity of soil after heating. A simple model based on the interfacial tension air-water was formulated to simulate this effect. Thirdly, a new isotropic cell enabling a simultaneous control of suction, temperature and mechanical stress was developed. With this new cell, an experimental work on the thermo-mechanical behaviour of the unsaturated compacted bentonite was performed. Finally, a constitutive model was developed for simulate the thermo-hydro-mechanical behaviours obtained experimentally.
Le présent travail étudie le comportement des barrières ouvragées d'argile gonflante compactée proposées pour le stockage des déchets radioactifs en grande profondeur sous des sollicitations thermo-hydro-mécaniques. La bentonite MX80 a été choisie pour cette étude. Premièrement, une étude expérimentale sur la conductivité thermique de la bentonite compactée a été réalisée. Cette étude a mis en évidence l'effet de la masse volumique sèche, de la teneur en eau, de la fraction volumique des composants du sol, de la microstructure et de la minéralogie. Cette étude expérimentale a donné lieu à la proposition d'un modèle théorique pour estimer la conductivité thermique des bentonites compactées. Deuxièmement, après une étude sur l'étalonnage de la succion générée par solution saline saturée en fonction de la température, on a réalisé les essais de détermination de la courbe de rétention d'eau à différentes températures. Les résultats expérimentaux ont montré une réduction de la capacité de rétention d'eau du sol due à l'échauffement. Cet effet a été ensuite simulé par une modélisation simple basée sur la tension surfacique eau-air. Troisièmement, une nouvelle cellule isotrope permettant un contrôle simultané de succion, de température, et de contrainte mécanique a été développée. Avec cette cellule, une étude expérimentale sur le comportement thermo-mécanique de la bentonite compactée non-saturée a été réalisée. Finalement, un modèle a été proposé pour simuler les comportements thermo-hydro-mécaniques observés expérimentalement.
Fichier principal
Vignette du fichier
These_Tang_Anh_Minh.pdf (3.79 Mo) Télécharger le fichier

Dates and versions

pastel-00001594 , version 1 (07-02-2006)

Identifiers

  • HAL Id : pastel-00001594 , version 1

Cite

Anh Minh A.M. Tang. Temperature effect on the behaviour of engineered clay barriers. Sciences of the Universe [physics]. Ecole des Ponts ParisTech, 2005. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨pastel-00001594⟩
250 View
899 Download

Share

Gmail Facebook Twitter LinkedIn More