Note publique d'information : Ce travail présente une caractérisation expérimentale de la localisation de la déformation
et la rupture sur un matériau synthétique analogue de la roche dans différentes conditions
de chargement axisymétrique. L’évolution de la localisation de la déformation a été
caractérisée par la technique de corrélation d’images bidimensionnelle. Deux gammes
d’essais en compression et en extension ont été réalisées à différentes pressions
de confinement Pc. Profitant de la technique DIC et de la caractérisation détaillée
des propriétés constitutives de GRAM1 par Mas et Chemenda (2014; 2015), nous montrons
que l'initiation de la localisation des bandes de déformation est précédée par la
déformation élastique uniforme puis la déformation élasto-plastique. La localisation
de la déformation est initiée dans le régime de dilatance (la dilatance β est positive)
et d’adoucissement (le module d’écrouissage h est négatif). Au cours de l'évolution
du chargement, la déformation à l'intérieur de la bande de localisation de la déformation
devient compactive (β <0) et est accompagnée par un durcissement du matériau (h> 0).
Ceci provoque dans un premier temps l’élargissement de la bande puis l’apparition
de nouvelles bandes qui se forment successivement. La formation de ces nouvelles bandes
provoque un ralentissement de la déformation dans les bandes préexistantes, ce qui
densifie progressivement le réseau. Dans les essais en extension axisymétrique, les
fractures se forment perpendiculaires à la contrainte principale mineure σ3 sous un
état de contrainte extensif à faible Pc puis compressif quand Pc augmente. Nos résultats
présentent une transition continue de la fracture extensive à la fracture cisaillante
avec une augmentation de la contrainte compressive. Ceci est en accord avec les résultats
obtenus pour les essais en extension réalisées sur des roches naturelles (Ramsey et
Chester, 2004 ; Bobich 2005)
Note publique d'information : This work presents an experimental characterization of the strain localization and
the rupture on a granular rock analogue material under different conditions of axisymmetric
loading. The evolution of the strain localization was characterized by the two-dimensional
image correlation technique. Two series of triaxial compression and extension tests
were carried out at different confining pressure Pc. Taking advantage of the DIC technique
and detailed characterization of GRAM1’s constitutive properties by Mas and Chemenda
(2014, 2015), we show that the initiation of deformation localization bands is preceded
by the uniform elastic and then elasto-plastic deformation. The strain localization
is initiated in the dilatant regime (positive dilatancy factor β) and strain-softening
(negative hardening modulus h). During the band evolution, the deformation within
it becomes compactive (β<0) and is accompanied by the material hardening (h>0), which
causes the band to widen and new bands to form successively. The formation of new
bands causes a slowing down the deformation within the prior bands, which makes the
progressively densified band network to continuously evolve. In axisymmetric extension
tests, the fractures are formed perpendicular to the minor principal stress σ3 in
an extensive stress state at low Pc then compressive when Pc increases. Our results
show a continuous transition from the extensive fracture to shear fracture with an
increase of compressive stress. This is suitable of the results obtained for extension
tests performed on natural rocks (Ramsey and Chester, 2004; Bobich, 2005)
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