Plasticité et endommagement des roches ductiles. Application au sel gemme - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 1994

Plasticité et endommagement des roches ductiles. Application au sel gemme

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Abstract

Elastoplastic short term behaviour and damage mechanisms of rocksalt are studied experimentally and theoretically. Review of previous works on rocksalt deformation mechanisms shows the role of different physical factors on ductile or brittle behaviour of rocksalt. Mechanical properties of salt are compared with those of other geomaterials. Experimental methods for identification of geomaterial damage are reviewed. Compression and extension axisymmetric triaxial tests are performed. Volume change measurements are carried out during the tests. Under deviatoric loading, volumetric strain denotes the material damage state, especially damage initiation. Variation of elastic parameters is analysed. It is small, and it is not taken into account in the constitutive law. A simple analysis of internal stresses using a self-consistent model allows to explain that damage appears earlier under extension loading than under compression. Kinematic and isotropic hardenings are then discussed. An elastic-plastic model is proposed. It considers isotropic hardening and non associated flow rule with plastic distortion as a hardening parameter. Model parameters are fitted on the basis of experimental results related to the evolution of dilatancy angle. A 3D generalisation (using three invariants of stress tensor) is proposed. The constitutive model takes into account behaviour difference between extension and compression loadings. An application to circular cavities is given.
Les déformations élastoplastiques (instantanées) et les mécanismes d'endommagement du sel gemme sont abordés par une étude expérimentale et théorique. Une étude bibliographique présente les mécanismes de déformation du sel gemme, et permet de dégager les différents facteurs physiques régissant le caractère ductile ou fragile du comportement du sel gemme. On situe ainsi le sel gemme par rapport aux autres géomatériaux du point de vue des propriétés mécaniques. On présente également différentes méthodes d'identification de l'endommagement des géomatériaux. Des essais de compression et d'extension axisymétriques sont présentés. La déformation volumique globale est mesurée au cours du chargement déviatorique. Cette mesure est un indicateur d'endommagement et permet en particulier d'identifier les conditions d'initiation de l'endommagement. Le chargement hydrostatique et les phases déviatoriques renseignent sur la rhéologie du matériau et sur la détérioration du sel gemme consécutive au chargement déviatorique. Les variations des paramètres élastiques sont décrites mais, étant de faible amplitude, elles ne sont pas prises en compte dans l'écriture de la loi de comportement. Une analyse des contraintes internes par le truchement d'un modèle micro-macro autocohérent permet d'éclairer les causes de la précocité de l'endommagement en extension. L'usage d'un tel modèle permet aussi de discuter la nature de l'écrouissage. A l'échelle macroscopique, un modèle de comportement élastoplastique est proposé. Il suit un écrouissage isotrope, l'écoulement est non-associé, et sa détermination s'appuie sur l'analyse de l'évolution de l'angle de dilatance en fonction de la contrainte moyenne et du paramètre d'écrouissage (la distorsion plastique). Une généralisation à l'espace tridimensionnel des contraintes (en faisant intervenir trois invariants du tenseur des contraintes) est développé et permet de présenter un résultat de calcul de creusement de galerie axisymétrique.
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Dates and versions

tel-00529724 , version 1 (03-11-2010)

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  • HAL Id : tel-00529724 , version 1

Cite

Luc Thorel. Plasticité et endommagement des roches ductiles. Application au sel gemme. Géologie appliquée. Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1994. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00529724⟩
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