Investigating normal and shear stiffness properties of fractures and healed sedimentary nodular structure in the Cobourg limestone

Mark S. Diederichs, D. Jean Hutchinson, Jennifer J. Day

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoOttawa 2017: 70th Canadian Geotechnical Conference; 12th joint with IAH-CNC

Session: Nuclear Waste Disposal

ABSTRACT: Modern geotechnical numerical design is limited by conventional characterization and data collection practices, which do not capture detailed parameters of intact rock and rockmass structure necessary for input to sophisticated numerical simulation tools. The role of sedimentary nodular intrablock structure in the Cobourg limestone on rockmass behaviour is an important consideration for Canadian Deep Geological Repositories for the permanent storage of nuclear waste. To this end, laboratory direct shear testing has been conducted on the Cobourg limestone, and the normal and shear stiffness results are presented in this paper. Conventional analysis techniques have been critically evaluated and a new shear stiffness calculation method is presented. These techniques are also applied to calculate stiffness values for intrablock structure. Implications of the ranges of normal and shear stiffness results are evaluated using finite element models at the excavation scale.

RÉSUMÉ: La conception numérique géotechnique moderne est limitée par la caractérisation conventionnelle et les pratiques de collecte de données, qui ne permettent pas de saisir des paramètres détaillés de la structure intacte de rock et rockmass nécessaires à l'entrée d'outils de simulation numériques sophistiqués. Le rôle de la structure intrablock nodulaire sédimentaire dans le calcaire de Cobourg sur le comportement par roche est une considération importante pour le dépôt géologique Canadien pour le stockage permanent des déchets nucléaires. À cette fin, des essais de cisaillement direct en laboratoire ont été effectués sur le calcaire Cobourg, et les résultats normaux et de rigidité du cisaillement sont présentés dans cet article. Les techniques d'analyse conventionnelle ont été évaluées de manière critique et une nouvelle méthode de calcul de la rigidité par cisaillement est présentée. Ces techniques sont également appliquées pour calculer les valeurs de rigidité pour la structure intrablock. Les implications de la gamme des résultats normaux et de la rigidité du cisaillement sont évaluées à l'aide de modèles d'éléments finis à l'échelle d'excavation.

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