Laboratory investigation and preliminary modelling of the mechanical behaviour of a transversely isotropic shale

H. Abdi, D. Labrie, T.S. Nguyen, J.D. Barnichon, G. Su, E. Evgin, R. Simon, M. Fall

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: W2B - Rock Mechanics

ABSTRACT: Due to their favourable thermal-hydraulic-mechanical-chemical properties, argillaceous formations are considered in several countries as potential host rocks for the geological disposal of nuclear wastes. In most cases the strength and deformation properties of these materials are orientation-dependent. In this investigation, samples of the Tournemire shale were obtained from boreholes drilled at different angles in the walls and floor of an existing gallery at the Tournemire Underground Research Laboratory, Aveyron, France. Unconsolidated, undrained uniaxial tests, triaxial tests with confining pressure, diametrical (Brazilian) tests, and cyclic tests were carried out at CANMET Laboratories in Ottawa, Canada. Acoustic Emission data were collected. The laboratory tests were performed on samples retrieved from the inclined boreholes, showing different inclinations with respect to the bedding plane. In this paper, we report mainly on the results of uniaxial and triaxial tests. Using a microstructure tensor approach and a generalized Mohr-Coulomb criterion, the parameters for the yield criterion are derived.

RÉSUMÉ: Les formations argileuses sont considérées dans plusieurs pays comme des sites potentiels pour le stockage géologique de déchets nucléaires en raison de leurs propriétés thermiques-hydrauliques-mécaniques-chimiques favorables. Dans la plupart des cas, les propriétés de résistance et de déformation de ces matériaux dépendent de l'orientation entre la stratification et les contraintes appliquées. Dans ce projet, des échantillons dargilite de Tournemire ont été obtenus à partir de forages exécutés à différents angles dans les murs et le plancher d'une galerie du Laboratoire de recherche souterrain de Tournemire, Aveyron, France. Des essais uniaxiaux, triaxiaux, diamétraux (brésiliens) et cycliques (non consolidée non drainée) ont été réalisés aux Laboratoires de CANMET à Ottawa, Canada. Les données d'émission acoustique ont été recueillies. Les essais de laboratoire ont été effectués à partir des échantillons recueillis des forages réalisés à différents angles par rapport au plan de stratification. Dans cet article, nous présentons une partie des résultats des essais uniaxiaux et triaxiaux. En utilisant l'approche du tenseur micro-structural et une généralisation du critère du Mohr-Coulomb, les paramètres du critère de plasticité sont obtenus.

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