Étude théorique et en laboratoire du comportement d’une fracture rocheuse sous contrainte normale

Laboratory and theoretical study for the behaviour of a fracture under normal stress

¹ BRGM - Orléans, France
² BRGM et Université d’Orléans, France

Résumé

Un modèle théorique du comportement d’une fracture rocheuse sous contrainte normale a été élaboré. Ce modèle suppose la fracture dotée d’aspérités, ou dents, de hauteur variable, et à comportement élastoplastique, le seuil de rupture de chaque dent étant fonction de la pression de confinement à laquelle elle est soumise. La distribution des hauteurs d’aspérités introduite dans le modèle est déduite de celle des ouvertures libres déterminées au « rugosimètre » sur des sections de fractures naturelles. Des essais de compression simple réalisés en laboratoire sur des fractures naturelles confirment le bien-fondé du modèle utilisé. Le matériau testé est un granite à grain moyen provenant de la carrière de Maupuy, près de Guéret, dans la Creuse.

Abstract

A theoretical model for the behaviour of a fracture under normal stress has been developed. This model assumes that the fracture is formed of asperities, or “teeth”, of various lenghts. These teeth are supposed to have an elastic plastic behaviour and their failure criterion takes into account the confining pressure. The lenght distribution of “teeth” introduced into the model is derived from a distribution of free apertures heights determined with a “rugosimeter” on natural fracture sections. Simple compression tests in laboratory on natural fractures confirm that the model is quite realistic. The material used is a medium grained granite from the quarry of Maupuy, near Guéret, Creuse.