Étude du comportement au fluage de l'argile sous chargements triaxiaux complexes en relation avec la microstructure

Study on the creep behavior of clay under complex triaxial loading in relation to the microstructure

• Auteur / Autrice : Dan Zhao
• Direction : Mahdia Hattab, Zhenyu Yin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux. Matériaux pour le génie civil
• Date : Soutenance le 18/12/2017
• Etablissement(s) : Université de Lorraine
• Ecole(s) doctorale(s) : EMMA - Ecole Doctorale Energie - Mécanique - Matériaux
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (Metz ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Yves Hicher
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yu Jun Cui, Irini Djeran-Maigre, Christophe Dano, Mohamad Jrad
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yu Jun Cui, Irini Djeran-Maigre

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électronique à balayage

Microstructure (physique)

Contraintes (mécanique)

Kaolin

Mots clés libres

Argile

Kaolinite

Fluage drainé

Microstructure

Essai triaxial

Porosimètre au mercure (PAM)

Microscope Electronique à Balayage (MEB)

Clay

Kaolinite

Drained creep

Triaxial test

Microstructure

Mercury intrusion porosimetry (MIP)

Scanning Electron Microscopy (SEM)

Résumé

Cette recherche vise à analyser et à identifier, par des essais, le comportement au fluage d'une argile de type kaolinite sous un état de contraintes triaxial. Une investigation fine de l’état microstructural, avant et après fluage, a par ailleurs été réalisée. Les résultats macroscopiques ont permis de constater que des phénomènes de dilatance et de contractante s’amplifient pendant le fluage. Les résultats montrent également que la position, sur le plan des contraintes (p'-q), du niveau de contrainte vis-à-vis des différents domaines volumétriques, contrôle le développement de la déformation au fluage et du taux de déformation. Les résultats de MEB ont montré que l'évolution microstructurale de l'argile, après le chargement mécanique, dépend fortement de l'histoire du chargement.

The objective of this research is to analyze the creep behavior of a typical clay along triaxial tests, moreover, to analyze the microstructural mechanisms of creep. Analysis on the macroscopic results ascertained that both dilatancy and contractancy phenomena could occur during creep. The magnitude of the dilatancy/contractancy during creep was guided by the test conditions: stress level and the over consolidation ratio, which specifically governed the direction of the volumetric strain variations. The results of SEM indicated that the microstructural evolution of the clay after the mechanical loading depend on the stress history. Afterwards, the structural evolution in creep phase depends on the structural pattern developed in monotonic loading