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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
Nouvel éditeur en 2019
 

 ARTICLE VOL 41/3-4 - 2017  - pp.283-298  - doi:10.3166/acsm.41.283-298
TITRE
Evaluation de la fragilité des roches basée sur le ratio de la fréquence de chute de pression par rapport à la chute de vitesse de déformation et la force maximale

TITLE
Evaluation of rock brittleness based on the ratio of stress drop rate to strain drop rate and peak strength

RÉSUMÉ

Cet article vise à surmonter les imitations des indices existants dans l’évaluation de la fragilité des roches. Considérant l'importance de l'évaluation de la fragilité dans l'ingénierie des roches, cet article analyse les indices de fragilité existants par rapport à des caractéristiques de fragilité telles que la résistance, l’essai de traction, la dureté, la composition minérale, l'angle de frottement interne, le module d'élasticité, le coefficient de Poisson, etc., qui révèle que chaque approche a ses forces et ses faiblesses. Par exemple, il est trop difficile d'identifier avec précision l'indice de l'angle de fracture, tandis que les indices basés sur l l’essai de traction sont faciles à obtenir et à quantifier. Sur cette base, un nouvel indice de fragilité (B L ) a été proposé en basant sur le ratio de la fréquence de chute de pression par rapport à la chute de vitesse de déformation et la force maximale. Ensuite, l'indice proposé a été validé par des tests de compression uniaxiale et triaxiale, et comparé avec B 8 , B 11 and B 12 . Il est conclu que l’indice proposé pourrait identifier précisément la fragilité des roches sous différentes pressions de confinement et surpasser les autres indices en révélant la variation de la fragilité des roches; l'indice pourrait également refléter avec précision les anomalies fragiles de l'échantillon de roche à la pression de confinement de 15 MPa, ce qui en fait un outil désirable pour évaluer la fragilité de la roche sous compression uniaxiale.



ABSTRACT

This paper aims to overcome the imitations of the existing indices in the evaluation of rock brittleness. Considering the importance of brittleness evaluation in rock engineering, this paper analyses the existing brittleness indices against brittleness features like strength, stress-strain curve, hardness, mineral composition, internal friction angle, elastic modulus, Poisson’s ratio, etc., revealing that each approach has its strengths and weaknesses. For instance, the index of rupture angle is too difficult to identify accurately, while the indices based on stress-strain curve are easy to obtain and quantify. On this basis, a new brittleness index (B L ) was proposed based on the ratio of stress drop rate to strain drop rate (drop rate ratio0 and the peak strength. Then, the proposed index was validated through uniaxial and triaxial compression tests, and compared with B 8 , B 11 and B 12 . It is concluded that the proposed index could accurately identify rock brittleness under different confining pressures, and outperform other indices in revealing the variation of rock brittleness; the index could also accurately reflect the brittle anomalies of the rock specimen at the confining pressure of 15MPa, making it a desirable tool to evaluate rock brittleness under uniaxial compression.



AUTEUR(S)
Chenyang LIU, Xiaopei ZHANG, Lizhi DU, Yong WANG, Bingbing CHEN, Jie WANG

MOTS-CLÉS
fragilité de la roche, ratio de la fréquence de chute de pression par rapport à la chute de vitesse de déformation, force maximale.

KEYWORDS
rock brittleness, ratio of stress drop rate to strain drop rate (drop rate ratio), peak strength.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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