Laboratory investigation on the mechanical behaviour of Tournemire argillite: Fid-Bau Portal

Laboratory investigation on the mechanical behaviour of Tournemire argillite

H Abdi

This paper presents the results of a laboratory testing program that was designed to investigate the mechanical behaviour of the Tournemire argillite. Eighty rock samples were obtained from boreholes drilled at different angles in the walls and floor of an existing gallery at the Tournemire Underground Research Laboratory (URL), France. The experimental program consists of the measurement of the physical properties of the argillite and its mechanical response to loading during uniaxial tests, triaxial tests with various confining pressures, unconfined and confined cyclic tests, and Brazilian tests. Since the Tournemire argillite is characterized by the presence of closely spaced bedding planes, the rock specimens were loaded in different directions to bedding planes (i.e., loading orientation angle, θ = 0°, 30°, 45°, 60°, and 90°). Acoustic emission data were also recorded to detect the initiation and propagation of micro-cracks during the uniaxial tests. Most of the tests were performed at the natural moisture content of the rock specimens as delivered to CANMET Laboratories in Ottawa, Canada, where the experiments were conducted. The main objective of the testing program is to identify the mechanical properties of the Tournemire argillite. This paper mainly focuses on the description and interpretation of the test results. The development of an elastoplastic-damage model to describe the mechanical behaviour of the Tournemire argillite is the subject of another paper.

Cet article présente les résultats d’un programme d’essais en laboratoire conçu pour étudier le comportement mécanique de l’argilite de Tournemire. Quatre-vingt échantillons de roche ont été obtenus à partir de trous de forages forés à différents angles dans les murs et plancher d’une galerie existante au Laboratoire de recherche souterrain de Tournemire en France. Le programme expérimental consiste à mesurer les propriétés physiques de l’argilite et ses réponses mécaniques lors d’essais de chargement uniaxial, d’essais triaxiaux avec différentes pressions de confinement, d’essais cycliques non confinés et confinés, et d’essais brésiliens. Puisque l’argilite de Tournemire est caractérisée par la présence de plans de stratification rapprochés, les échantillons rocheux ont été chargé selon différentes directions en relation aux plans de stratification (c’est-à-dire à des angles d’orientation de charge de θ = 0°, 30°, 45°, 60° et 90°). Des données d’émission acoustique ont aussi été enregistrées pour détecter l’initiation et la propagation de microfissures durant les essais uniaxiaux. La plupart des essais ont été réalisés à la teneur en eau naturelle des échantillons rocheux tel qu’expédiés aux laboratoires de CANMET à Ottawa, Canada, où les essais ont eu lieu. L’objectif principal du programme d’essai est d’identifier les propriétés mécaniques de l’argilite de Tournemire. Cet article présente la description et l’interprétation des résultats expérimentaux. Le développement d’un modèle de dommage élasto-plastique pour décrire le comportement mécanique de l’argilite de Tournemire est le sujet d’un autre article. [Traduit par la Rédaction]