Rock salt creep: a cross-check test to cover the full relevant range of deviatoric stresses
Résumé
The time-dependent response of rock salt has been mainly investigated using confined creep tests covering a differential stress range between 5 and 20 MPa. In recent years, efforts have been made to investigate the range 0.1–4.5 MPa, using dead-end drifts in underground mines to take advantage of the very stable ambient conditions (temperature, relative humidity). Up to now, the combination of experimental data in the two ranges is difficult because of the use of different salt facies, sample preparation methods, test temperatures and experimental conditions ( e.g. , confined vs. unconfined tests, scale of measurements). In this work, we conduct two long-term creep tests on two natural salt samples from the same origin and prepared using the same protocol. The thermo-mechanical loading path is the same for the two tests, with only a small difference in the lateral load. One test is performed in a remote drift in a salt mine and the other test is performed in a climatic chamber in the laboratory. The comparison of the results is consistent, allowing to investigate a large range of deviatoric stresses by combining results in the two facilities. The final goal of this approach is to reduce stress extrapolation by investigating the whole deviatoric range that is relevant for underground operations. Next steps include investigating in more detail the effect of intergranular fluids, testing different temperatures and performing confined tests in the mine.
Le comportement à long-terme du sel gemme a été principalement étudié moyennant des essais de fluage confinés et couvrant une gamme de contraintes déviatoriques entre 5 et 20 MPa. Récemment, des efforts ont été menés pour étudier la gamme 0,1–4,5 MPa, en utilisant des galeries reculées dans des mines souterraines pour profiter des conditions ambiantes très stables (température, humidité relative). Jusqu’à présent, la combinaison des données expérimentales obtenues dans les deux gammes s’avère difficile en raison de l’utilisation de faciès de roche, de méthodes de préparation des échantillons, de températures et de conditions expérimentales différentes ( e.g. , essais confinés ou uniaxiaux, échelle des mesures). Dans ce travail, on présente deux essais de fluage très longs sur deux échantillons de sel naturel provenant de la même origine géographique et préparés selon le même protocole. Le chemin de charge thermomécanique est le même dans les deux essais, avec seulement une faible différence dans la pression latérale. L’un des essais est réalisé dans une galerie reculée d’une mine de sel et l’autre dans une chambre climatique en laboratoire. La comparaison des résultats est cohérente, ce qui permet d’étudier une large gamme de contraintes déviatoriques en combinant les résultats obtenus dans les deux installations. L’objectif final de cette étude est de réduire l’extrapolation des contraintes en étudiant l’ensemble de la gamme qui est pertinente pour les ouvrages souterrains. Les principales perspectives sont l’étude plus approfondie de l’effet des fluides intergranulaires, la réalisation des essais à différentes températures et la réalisation d’essais confinés dans la mine.