Advances in constitutive modelling of jointed rock hydro mechanical interactions at laboratory scale
Résumé
This study is a part of a wide multi-scale research based on in situ experiments and laboratory tests. The latest, radial water injections in the centre of the lower joint wall are done at constant normal stress ranging from 0 to 110 MPa and at pressures from 0 to 4 MPa. Four hydromechanical tests have been performed in the L3S laboratory on fractured limestone samples (two diaclase and two bedding plane). The measurement analysis shows a relation between the contact surface variations and the flow values inside the fracture. The hydromechanical modelling performed using 3DEC code can be improved compared with the previous analysis due to the modification of the relation between the joint hydraulic opening and the joint mechanical closure. The gap between simulations and measurements can be related to fracture asperity degradation and turbulent flow that have not been taken into account in the modelling.
Cette étude s'inscrit dans une recherche multi échelles basée sur des expérimentations in situ et des essais de laboratoire. Les essais, injections radiales d'eau au centre de l'éponte inférieure, sont fait à contrainte normale constante de 0 à 110 MPa et pour des pressions de 0 à 4 MPa. Quatre essais hydromécaniques ont été réalisés au laboratoire L3S sur des échantillons de calcaire fracturé (deux diaclases et deux joints de stratification). L'analyse des mesures montre une corrélation entre les variations de la surface de contact et le débit hydraulique dans la fracture. La modélisation hydromécanique réalisée à l'aide du code 3DEC peut être améliorée à partir de l'analyse précédente à travers la modification de la relation entre l'ouverture hydraulique et la fermeture mécanique du joint. L'écart entre les valeurs mesurées et calculées est lié en particulier à la dégradation des aspérités de la fracture sous forte contrainte et à la turbulence des écoulements non prises en compte dans la modélisation.