Comportement d'une discontinuité dans un géomatériau sous sollicitations chemo-mécanique - expérimentations et modélisations / Olivier Nouailletas ; sous la direction de Christian La Borderie

Date :

Type : Livre / Book

Type : Thèse / Thesis

Langue / Language : français / French

Catalogue Worldcat

Rugosité

Éléments finis, Méthode des

Cisaillement (mécanique)

Mécanique du contact

La Borderie, Christian (Physicien) (Directeur de thèse / thesis advisor)

Université de Pau et des Pays de l'Adour (Organisme de soutenance / degree-grantor)

Université de Sherbrooke (Québec, Canada) (Organisme de cotutelle / degree co-grantor)

École doctorale sciences exactes et leurs applications (Pau, Pyrénées Atlantiques) (Ecole doctorale associée à la thèse / doctoral school)

Résumé / Abstract : Ces travaux de thèse s'intéressent à l'étude du comportement d'une discontinuité dans un géomatériau sous sollicitations chemo-mécaniques à l'échelle du laboratoire. Des essais de traction-compression cyclique étudient la refermeture d'une fissure. Ils indiquent que les déformations inélastiques seraient gouvernées en partie par les frottements générés lors du ré-emboîtement des lèvres de la discontinuité, non correspondantes du fait des contraintes internes. Des joints rocheux altérés chimiquement sous sollicitation tangentielle sont étudiés au travers d'essais de cisaillement direct : le comportement des joints dégradés est profondément modifié du fait de la diminution des propriétés mécaniques du matériau de part et d'autre de la discontinuité et de l'accentuation de la non-correspondance des profils rugueux. Le comportement d'une discontinuité est modélisée par le couplage d'un modèle élasto-plastique endommageable continu avec une résolution discrète du problème de contact/frottement (code calcul aux éléments finis Cast3M). Les résultats numériques confirment les phénomènes constatés expérimentalement.

Résumé / Abstract : This PhD dissertation presents a study aiming at a better understanding of cracks behavior in a geomaterial. The study focuses on the behavior of discontinuities under chemo-mechanical solicitations at the laboratory scale. The mechanical behavior under normal stress is assessed with cyclic tension-compression tests. Experimental data indicate that the inelastic deformations could be partially governed by the friction generated during the closing of the discontinuity lips, and the asperities mismatch is related to the internal stresses. The shear behavior of a rock joint chemically degraded was studied through direct shear tests. Results pointed out significant modifications for altered joints induced by: 1) the mismatch enhancement of the rough profiles of the discontinuity and, 2) the degradation of the mechanical properties of the material on both sides of the discontinuity due to the chemical attack. These experimental results have been used as input data to model the behavior of a discontinuity by the coupling of a continuous elastic-plastic damaged model with a discrete solving of the contact/friction problem. The simulations performed under Cast3M correctly represent the phenomena observed during the experimental testing program.