Air-water interaction and time dependent compressibility of a subterranean quarry chalk

Abstract

International audienceIn this paper the effect of suction and time on the mechanical response of a quarry chalk during eodometer tests is investigated. The water retention properties of the chalk, giving the changes in fluid content as a function of the suction applied, are studied and related to the changes in relative humidity in the quarry, chalk mineralogical composition and microstructure. Like in partially saturated geomaterials, it is recognised that chalk yielding is suction dependent, in that for decreasing suction (i.e. increasing water content) chalk softens. Preliminary results showing the effect of suction on the viscous behaviour of the chalk are also presented. The importance of the hydromechanical coupling associated to suction cycles and the induced cyclic changes in mechanical strength of chalk is emphasised, with regard to the long term behaviour of chalk pillars.On présente dans cet article les résultats d'une série d'essais de compressibilité réalisés à l'oedomètre pour étudier l'effet de la succion et du temps sur le comportement mécanique d'une craie de carrière. Les caractéristiques de rétention de la craie, donnant l'évolution de la saturation relative en eau en fonction du niveau de succion, ont été analysées et mises en relation avec les changements d'hygrométrie dans la carrière, la composition minéralogique de la craie et ses propriétés microstructurales. On montre que, comme dans les sols non saturés, l'écrouissage de la craie dépend du niveau de succion imposé, et qu'une réduction du niveau de succion (i.e. augmentation de la teneur en eau) augmente sa compressibilité. Des résultats préliminaires permettant de quantifier l'effet de la succion sur le comportement visqueux de la craie sont également présentés. On souligne l'importance du couplage hydromécanique existant dans cette craie, associé aux effets des cycles de succion sur sa résistance mécanique, en relation plus particulièrement avec le comportement mécanique à long terme des piliers des carrières