L'influence de la dimension fractale en 3D sur les caractéristiques mécaniques des matérianx granulaires
Loading...
Date
2016-05-23
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
L’intérêt des scientifiques pour le comportement des matériaux granulaires est justifié
par la place très importante qu’ils occupent dans la réalisation de plusieurs projets en génie
civil tels que les barrages, les chaussées, les chemins de fer, etc. La structure de ces matériaux
est un amalgame de grains de compositions minéralogiques différentes, de tailles et de formes
très diverses, qui sont intriqués par un système complexe de fissures et de fractures. L’étude
de ces matériaux peut donc intégrer une identité propre à chaque grain à travers ses propriétés
de composition, ce qui induit parfois la difficulté d’estimer son comportement. La géométrie
euclidienne ne convient pas pour représenter toutes les géométries complexes, car les grains
des matériaux granulaires ne s’avèrent jamais parfaits. Il devient essentiel alors d’étudier les
irrégularités de forme et la fragmentation des grains ou des échantillons granulaires pour les
comprendre davantage et de les caractériser à l’aide de la dimension fractale.
Dans cette étude, deux méthodes bidimensionnelles de calcul de la dimension fractale
ont été utilisées (la méthode de Box Counting « BC » à l’échelle d’un grain et la méthode des
masses à l’échelle d’un échantillon), ainsi qu’une troisième méthode tridimensionnelle
(Comptage Différentiel de Boîtes « DBC »). Elles permettent de caractériser les changements
de la surface et de la forme des grains-témoins de chaque échantillon des trois matériaux
locaux étudiés (grés, schiste et calcaire) ; préparés sous trois formes (sous-arrondie, angulaire
et allongée) et en trois classes granulométriques (3.15/8, 3.15/5 et 5/8 mm) ; après des
écrasements engendrés par deux différents essais mécaniques exécutés au laboratoire, à savoir
l’essai de cisaillement direct et l’essai oedométrique. Le taux d’écrasement est évalué en
comparant les valeurs de la dimension fractale (calculées avant et après chaque essai
mécanique) des différents échantillons en fonction du chemin et de l’intensité des contraintes.
Ces résultats confirment l’existence d’une corrélation entre la dimension fractale et les
différents paramètres pris en considération tels que la classe granulométrique et la nature des
échantillons, la taille et la forme des grains ainsi que les fines produites lors de l’écrasement.
Par conséquent, la dimension fractale a une incidence sur la mesure de ces caractéristiques
mécaniques des trois matériaux granulaires, et permet de mieux comprendre leur
comportement mécanique.
Description
186 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD- Rom)
Keywords
Comportement mécanique, Matériaux granulaires : rupture, Dimension fractale
Citation
Géotechnique