Dans ce travail, une série d’études expérimentales ont été réalisées sur le comportement mécanique, l’évolution de la perméabilité et les effets de la pression interstitielle sur la déformation plastique et la rupture du calcaire d’Anstrude. Les résultats permettent d'identifier deux mécanismes de déformation plastique, leurs effets sur l'évolution de la perméabilité et les effets de la pression interstitielle de pore sur la déformation plastique et le rupture du calcaire saturé à eau. Sur les données expérimentales, la validité du concept de contrainte effective pour la surface plastique et la rupture est discutée. Pour la modélisation du comportement mécanique de la roche poreuse, un modèle micromécanique est d'abord développé sur la base d'un modèle récent de type Gurson pour un matériau poreux avec une matrice de Mises-Schleicher. Considérant que la roche à forte porosité présente un compactage volumétrique sous faible Pc, un modèle non associé est alors proposé. Le modèle proposé est d'abord appliqué et étendu pour décrire les comportements poromécaniques de la craie de Lixhe. Des simulations numériques montrent que le modèle proposé décrit correctement les principales caractéristiques de la craie. Le modèle est ensuite étendu pour décrire le comportement mécanique du calcaire étudié en prenant en compte l'effet de l'évolution de la porosité dans l'effet de durcissement de la matrice solide. D'une craie de forte porosité à un calcaire de porosité moyenne, le modèle proposé est finalement vérifié dans différentes conditions de charge par des comparaisons entre les prédictions numériques et les données expérimentales pour les essaies drainés et non drainés. / In this work, a series of experimental investigations have been performed on the basic mechanical behavior, permeability evolution and effects of pore pressure on plastic deformation and failure of Anstrude limestone. The obtained results allow to identifying two plastic deformation mechanisms, their effects on the permeability evolution, and the effects of pore pressure on plastic deformation and failure of water saturated limestone. Based on experimental data, the validity of effective stress concept for plastic yielding and failure strength is discussed. For modelling of mechanical behavior of porous rock, a micromechanics-based model is firstly developed on basis of a recent Gurson-type model for porous material with a Mises–Schleicher matrix. Considering that the high-porosity rock exhibits a volumetric compaction under low confining pressure, a non-associated model is then proposed. The proposed model is firstly applied and extended to describe the mechanical and poromechanical behaviors of Lixhe chalk. Numerical simulations show that the proposed model describes correctly the main features of the chalk. On considering the mechanical behavior of porous limestone, the model is then extended to describe the mechanical behavior of studied limestone by taking the effect of porosity evolution into account in the hardening effect of solid matrix. From a high porosity chalk to a medium porosity limestone, the proposed model is finally verified in different loading conditions through comparisons between the numerical predictions and experimental data for both drained and undrained tests.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2018LIL1I038 |
| Date | 13 September 2018 |
| Creators | Han, Bei |
| Contributors | Lille 1, Shao, Jianfu, Shen, Wanqing |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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