Caractérisation expérimentale de la rupture en mode localisé d’un grès

Experimental characterization of localized failure mode in a sandstone

Laboratoire de Mécanique de Lille, URA CNRS 1441, Université Lille 1, 59655 Villeneuve-d’Ascq Cedex, France.

Résumé

Cette étude expérimentale porte sur la localisation des déformations dans le grès de Fontainebleau. Après avoir rappelé le comportement mécanique du grès, nous présentons la procédure expérimentale de détection de la localisation. Cette procédure, basée sur des mesures multiples de déformations, permet par comparaisons des mesures de préciser les conditions de perte d’homogénéité des déformations dans les échantillons testés. Une première application permet de montrer que l’efficacité de la méthode est limitée dans le cas des essais triaxiaux de révolution (éprouvettes cylindriques), la détection du seuil de non homogénéité des déformations n’étant pas systématique. L’utilisation d’échantillons prismatiques avec ou sans imperfection, ce qui constitue l’originalité de cette étude, améliore de façon substantielle l’efficacité de la procédure. Les caractéristiques des bandes de localisation (seuil, orientation, épaisseur) sont alors fournies et discutées pour l’ensemble de ces essais triaxiaux sur éprouvettes prismatiques.

Abstract

The paper concerns an experimental study of strain localization in Fontainebleau sandstone. After recalling the mechanical behaviour of the sandstone, we describe the experimental procedure for detecting strain localization. This is based on multiple measurements of strains and displacements, which by comparisons give indication on strain in homogeneity. First tests are performed on cylindrical samples and it is shown that the procedure is not systematically efficient on this kind of experiments. The original feature of the present study is the use of prismatic samples which provides meaningful data concerning strain localization in brittle rocks. In order to control localization initiation, a last serie of tests is performed on prismatic samples containing a little hole. Shear bands characteristics (onset, orientation, thickness) are given for all these triaxial tests on prismatic sample.