Comportement à long terme de la craie - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Rapport Scientifique INERIS Year : 2010

Comportement à long terme de la craie

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Abstract

Chalk mine pillars are submitted to mechanical loading and to variations of water saturation that can be due to seasonal environmental changes as water level fluctuations, hygrometry, temperature or atmospheric pressure. Hydraulic modifications may affect the long term stability of pillars. In order to analyze the behaviour and strength of such material, several experimental investigations at different scales (microscopic, mesoscopic and macroscopic) have been conducted on saturated, partially saturated and dry chalk samples. The microscopic scale analysis was performed in an Electron Scanning Environmental Microscope (ESEM). Water retention properties and a series of high pressure controlled suction odometer mesoscopic compression tests were carried out on chalk samples extracted from a pillar. The macroscopic scale concerns the monitoring of several variables (temperature, moisture, strains) in a pillar of the abandoned Estreux chalk mine (France). These three scales were considered in order to determine accurately the general features of the chalk hydromechanical behaviour. The potential impact of the water content variations on the mechanical behaviour of the chalk has been realized based in the frameworks of the classical unsaturated soils mechanics. Suction hardening was clearly identified, resulting in increasing yield stresses with suction. Collapse under wetting at constant applied vertical load was also observed. Rate dependency and two principal failure modes (shear and pore collapse) were observed and formalized. In situ observation shows irreversible displacement and strains evolution with hygrometry.
Les recherches menées sur la craie sont motivées par l’existence sur le territoire français de nombreux vides souterrains d’origine anthropique (carrières) ou naturelle (résultant de dissolution) dans ce matériau. L’existence de ces vides pose naturellement la question de leur devenir, de leur comportement et de leur stabilité à court comme à long terme. Le comportement mécanique de la craie est sensible à l’environnement hydrique dans lequel elle se trouve. Ce matériau possédant une matrice poreuse, des transferts de masses, de fl uides ou de chaleur se développent en son sein. Les mécanismes de transfert ainsi que leur cinétique dépendent de l’atmosphère ambiante et des différents équilibres thermodynamiques entre les différentes phases (solide, liquide, gaz). La craie est très sensible au degré de saturation (proportion de liquide dans le volume poreux), non seulement d’un point de vue chimique mais aussi mécanique. En fonction des composantes minéralogiques, sur le long terme, des phénomènes de dissolution peuvent se produire et contribuer à la diminution de la résistance des ouvrages souterrains (piliers, par exemple) par une augmentation du volume poreux. Pour appréhender correctement ces comportements, des essais ont été réalisés à dif férentes échelles en laboratoire et in situ. Ils mettent en oeuvre des dispositifs très sophistiqués tels qu’un Microscope Électronique à Balayage Environnemental couplé à une platine de compression et à des appareillages de terrain plus classiques (capteurs d’humidité, extensomètres).
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Origin : Publication funded by an institution

Dates and versions

ineris-01869288 , version 1 (06-09-2018)

Identifiers

  • HAL Id : ineris-01869288 , version 1

Cite

Jean-Bernard Kazmierczak, Farid Laouafa. Comportement à long terme de la craie. Rapport Scientifique INERIS, 2010, 2009-2010, pp.98-100. ⟨ineris-01869288⟩

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