Instrumentation of large scale direct shear test to study the progressive failure of concrete/rock interface
Résumé
The shear strength of concrete/rock interface must be clearly assessed to design the rock foundations. However, the concrete/rock interface has different failure modes which depend on the mechanical characteristics of the materials and the morphology of the rock surface. Consequently, to study thoroughly the shear behavior of concrete/rock interface and to define the cracking mechanisms and debonding propagation along the interface, different instrumentation devices were applied during a large scale direct shear test. A large sample formed by pouring concrete over a large rock surface (shear surface of 1.5 m²), was instrumented using the following techniques: strain gauges, acoustic emission and distributed optical fiber sensor. The different observations made during the test were combined to determine the successive stages of interface failure. The strain gauges, which measure local strains within the materials, showed their ability to detect the crack propagation in the materials and the debonding at the interface. The acoustic emission technique was able to detect the damages in the materials and at their interface. The optical fiber sensor measured strains evolution of the concrete near the interface showing the crack propagation during the test and the progressive
debonding at the interface.
Pour la conception de fondation au rocher, la résistance au cisaillement de l'interface béton-roche doit être évaluée. Or cette interface présente différents modes de rupture qui dépendent des caractéristiques mécaniques du matériau et de la morphologie de la surface rocheuse. Différentes instrumentations ont donc été mis en place au cours d'essais de cisaillement à grande échelle afin d'étudier le comportement au cisaillement de l'interface béton roche et de déterminer les mécanismes de fissuration et de décohésion à l'interface. Une éprouvette constituée d'une surface rocheuse de 1.5m² sur laquelle du béton a été coulé, a été instrumentée des dispositifs suivants : jauge de contrainte, capteur d'émission acoustique, fibre optique. Les différentes observations effectuées durant les essais ont été utilisées pour établir les étapes successives de rupture de l'interface. Les jauges qui permettent une mesure locale de la déformation, ont démontré leur leur capacité à détecter la propagation de fissure dans les matériaux, roche et béton et la décohésion à l'interface. L'émission acoustique a permis de détecter l'endommagement des matériaux et à leur interface. La fibre optique a permis de mesurer l'évolution des déformations dans le béton à proximité de l'interface, et en particulier la propagation de fissures et la décohésion progressive à l'interface.