Modélisation du comportement d’une craie blanche très poreuse et validation

Modélisation of behaviour of a white high porous chalk and validation

Laboratoire de Mécanique de Lille Département de Mécanique des Matériaux Fragiles EUDIL, 59655 Villeneuve d’Ascq Cedex, France

Résumé

Des essais de compression isotrope et triaxiale de révolution jusqu’à des pressions de confinement de 50 MPa ont été effectués sur une craie blanche très poreuse. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence les aspects fondamentaux de son comportement.

Le modèle élasto-plastique à deux surfaces de charge de LADE a été utilisé pour la modélisation : certaines modifications importantes ont été proposées pour prendre en compte les particularités du comportement de la craie.

Un premier test de validation du modèle proposé a été effectué dans des problèmes homogènes : chemins de sollicitations proportionnelles et d'extension latérale. De façon générale, de très bonnes concordances entre les résultats expérimentaux et la simulation par le modèle ont été obtenues.

Un deuxième test de validation est présenté pour des champs de contraintes non uniformes : essais sur cylindres creux. Un programme de calcul en éléments finis, dans lequel le modèle de LADE modifié est introduit, a été mis au point et a servi à simuler ces essais. La comparaison entre l'expérience et la simulation a également été faite et permet d'apprécier la bonne aptitude du modèle à traduire le comportement de la craie.

Abstract

Hydrostatic compression and conventional triaxial compression tests were performed on a white, highly porous chalk for confining pressure up to 50 MPa. The obtained results have allowed to show up fundamental aspects of the chalk behaviour.

A LADE elastoplastic model with two yield surfaces was used for the modélisation : some important modifications were proposed for taking into account particularities of the chalk behaviour. Proportional loading test and triaxial lateral extension test were performed tc study chalk's behaviour in homogeneous problems. The modified LADE elastoplastic model was used to simulate these tests. In global way, model's predictions were found to be in satisfactory agreement with the experimental results.

Finally, hollow cylinder tests were realized to examine chalk's behaviour in typical boundary conditions problems. The modified elastoplastic model has then been introduced into a finite elements program which was used to simulate the hollow cylinder tests. Comparisons between experimental and predicted results were also given.