Comportement différé des marnes du tunnel d’Arbus (France) soumises à des essais de fluage et de gonflement

Abstract

Le travail présenté se concentre sur le comportement différé des marnes consécutif à la modification de l’état de contrainte et à l’action de l’eau. L’historique des chargements et la présence d’eau peuvent induire des changements importants dans le comportement des géomatériaux. Au cours du temps, leurs effets peuvent se superposer et créer des dégâts considérables dans les différents domaines miniers et du génie civil, notamment en construction souterraine. 
Sept essais ont été réalisés avec des oedomètres sur des marnes du tunnel d’Arbus (France). Les échantillons sont d’abord soumis à un chargement sous un seul palier (fluage mono palier) ou à un chargement par paliers successifs (fluage multi paliers), ensuite ils sont hydratés puis déchargés selon plusieurs paliers. 
Le comportement dû au fluage est simulé par le modèle de Lemaitre et le gonflement est modélisé par une loi hyperbolique. Le modèle global considérant la partition des déformations pendant le fluage et le gonflement reproduit fidèlement la déformation expérimentale mesurée.

Mots clés: Marnes - Fluage - Viscoplasticité - Modèle J. Lemaitre - Gonflement

Differed behavior from marl of Arbus tunnel (France) subjected to creep and swelling tests

The paper focuses on the delayed behavior of marls induced by a change in stress state and by the effect of water. Loading history and presence of water can induce important changes in the behavior of geomaterials. During time, their effects may enhanced-up and generate great damage in different applications in mining and civil engineering, in particular in underground construction.
Seven experiments were conducted in oedometric cells on marl from the Arbus tunnel (France). The samples were subjected to a single loading step (one-stage creep test) or to successive loading steps (multi-stage creep test), after they are hydrated and discharged according to a several stages.
The creep behavior was simulated by Lemaitre model and swelling was modeled by a hyperbolic law. A global model that partitions the deformation during the creep and swelling allows to faithfully giving the measured experimental deformation.

Keywords: Marls - Creep - Viscoplasticity - J. Lemaitre model - Swelling