ABSTRACT:

An essentiel problem in the rocks mechanics in the case of great underground works in civil engineering, in anisotropic rock, is the determination of the stress field out of a given direction as well as the propagation conditions. TIle determination of the tenacity parameters of the anisotropic rock such as the Trelaze slate (schistose rock) clay according to the mode of opening, or realised. The conditions of the fracutre are treated in terms of the mechanic of rupture. Thus, three points bending are realised for several confining pressures and for different orientations of the plane of schistosity. We propose then an anisotropic criteria of propagation which is introduced in a BEM code using. The valisation is carried out three points bending and triaxial tests. The numerical model predits correctly the experimental rupture forms. An interpretation of hydraulic fracture tests relised in a deep gallery in the schistose rock is finally proposed.

RESUME:

Un problème essentiel en mecanique des roches dans le cas des grands ouvrages souterrains en Genie Civil, dans les massifs rocheux à discontinuites planaires, est la determination des champs de contraintes à partir d'une direction donnee ainsi que les condition sde propagation. La determination des paramètres de tenacite d'une roche anisotrope, le schiste ardoisier de Trelase, selon Ie mode d'ouverture, est realisee. Les modalites de la fissuration sont abordees en terme de mecanique de la rupture. Par consequent, des essais de flexion trois points sont röalises pour plusieurs pressions de confinement et pour differentes orientations de la schistosite. On propose alors un critère anisotrope de propagation qui est introduit dans un code de calcul en elements de frontier. La validation est effectuee à partir des essais de flexion trois points et d'essai biaxiaux. Le modèle numerique predit correctement les formes de rupture experimentales. Une reinterpretation d'essais de fracturation hydraulique realises dans une galerie profonde dans des schistes est enfin proposee.

ZUSAMMENFASSUNG:

Bin wesentliches Problem in der Felsmechanik im bereich der groβen Untergrundöffnungen im Bauingenieurwesen, fuer anisotrope Gesteine, ist die Bestimmung des Spannungsfeldes von einer gegebenen Richtung ausgehend sowie des Ausbreitungsbedingung. Die Bestimmung der Duktilitatsparameter fuer anisotrope Gesteine wie Z.B. Schiefer gemaβ des Öffnungsmodes ist hergestellt. Die Bedingungen fuer Bruch werden im Rahmen der Bruchmechanik beschrieben. Daher werden 3 - Punkt - Biegeversuche ausgefuehrt fuer verschiedene Druckgustande und fuer verschiedene Orientierungen der Schiefer. Ein anisotropes Ausbreitungskriterium wird vorgeschlagen und in einem BEM - code implementiert. Die Gueltigheit des Modells wird anhand von 3 - Punkt - Biegeverduche und zweiachsigen Versuchen ueberprueft. Das nuemerische Modell gibt korrekterweise die experimentele gefundenen Bruchformen wieder. Schlieβlich wird Ausweitung der hydraulischen Bruchversuche innerhalb einer stiefen Schacht in dem Schiefer vorgeschlagen.

INTRODUCTION

In order to determine the in situ stresses in the anisotropic medium by the hydraulic fracture method, ist is necessary to modelize the fracture propagation. To resolve this problem, we have to: - develop a numerical method do which describe the fracture propagation in an anisotropic medium, - quantify completely the resistance to the propagation especially in the function of the confining pressure, - find an equivalent condition to the confining pressure for the variable field around the borehole.

I - DISPLACEMENT DISCONTINUITY METHOD IN THE ANISOTROPIC ELASTIC PLANE.

The displacement discontinuity method that we used was initially proposed by Crouch (1976) and was expanded in the anisotropic elastic mediums by Morel (1987), using Lekhnitski's complex formulation (1963).

This content is only available via PDF.
You can access this article if you purchase or spend a download.