Comportement Hydromécanique des Joints Rocheux : Expérimentation et Modélisation Constitutive

Many applications in civil engineering involving fractured rock masses require precise feasibility studies. These rock masses can exhibit fracturing of various scales. They can contain on the one hand microscopic fractures induced by the disturbance of the stress field due to the construction work, and on the other hand natural fractures of several meters or more. Our aim is to provide additional new information on the hydromechanical behavior of the natural rock joints and on the constitutive modeling of their hydromechanical behavior. The experimental study consisted of a series of hydromechanical simple compression tests with the BCR-3D machine of laboratory 3S in Grenoble. We have presented an original constitutive hydromechanical model, which can be an effective means to model the hydromechanical behavior of the rock joints in compression and shear loading, at the meso-scale, without taking into account the scale effect. The direct Shear Box for Rocks with 3 Dimensions, called BCR3D, was used for the realization of our mechanical and hydromechanical tests on interfaces between geomaterials. This direct shear box has a hydraulic injection system that allows the hydraulic behavior of the rock joints to be studied and also the measurement of hydraulic anisotropy of the flows. Using the modified Divoux model and the approach of Darcy in incremental form, we developed an original hydromechanical nonlinear incremental model. We have presented the formulation of hydraulic transmissivity of the rock joints corresponding to two paths: first of all, evolution of hydraulic transmissivity as function of to the normal stress (and normal specific energy), and then changes of hydraulic transmissivity relating to the shearing path (and tangential specific energy). The performance of the model is discussed through the comparison between experimental results and constitutive modelling. The hydromechanical nonlinear incremental model (LHMIN) for the interface makes it possible to evaluate either the flow, or the hydraulic transmissivity as a function of the level of normal stress, normal energy, the level of shear stress and the energy of shearing imposed on the rock joint. We saw that it is possible to compare schematically by simulation, the flow between various geomaterials with the flow through the mass of these geomaterials acting as a plug to a gallery, we presented the evolution of the hydraulic transmissivity in the event of shearing for four different values of shrinking of the sealing concrete. In this close-to-reality case, the mechanical evolution for the interface of rock and concrete was calculated with the computer code PLAXIS.De nombreuses applications en génie civil dans les massifs rocheux fracturés exigent des études de faisabilité précises. Ces massifs peuvent présenter des défauts de différentes tailles. Ils peuvent contenir d'une part des microfissures induites par la perturbation du champ de contraintes due à la construction d'un l'ouvrage, et d'autre part des fractures naturelles de plusieurs mètres voire plus. Notre travail est d'apporter des informations supplémentaires nouvelles sur le comportement hydromécanique des joints rocheux naturels et sur la modélisation constitutive de leur comportement hydromécanique. L'étude expérimentale a consisté en une série d'essais hydromécaniques de compression simple avec la machine BCR-3D du laboratoire 3S de Grenoble. Nous avons présenté un modèle hydromécanique constitutif original, qui peut être un moyen efficace pour modéliser le comportement hydromécanique des joints rocheux en compression et en cisaillement, en échelle méso sans prendre en compte l'effet d'échelle. La Boîte de Cisaillement direct pour Roches à 3 Dimensions, appelée BCR3D, a servi à la réalisation de nos essais mécaniques et hydromécaniques sur les interfaces entre géomatériaux. Cette boîte de cisaillement direct particulière a un système d'injection hydraulique afin d'étudier le comportement hydromécanique des joints rocheux et aussi de mesurer l'anisotropie hydraulique des écoulements. A l'aide du modèle de Divoux modifié et de l'approche de Darcy sous forme incrémentale, nous avons mis au point un modèle hydromécanique incrémental non linéaire original. Nous avons présenté la formulation de transmissivité hydraulique des joints rocheux selon deux chemins : tout d'abord, l'évolution de transmissivité en fonction de la contrainte normale (et de l'énergie spécifique normale), et ensuite les changements de transmissivité en fonction du chemin de cisaillement (et de l'énergie spécifique tangentielle). La performance du modèle est discutée à travers la comparaison entre des résultats expérimentaux et les modélisations constitutives. Le modèle hydromécanique incrémental non linéaire (LHMIN) pour l'interface, permet d'évaluer soit le débit, soit la transmissivité fonction du niveau de contrainte normale, de l'énergie normale, du niveau de contrainte de cisaillement et de l'énergie de cisaillement imposés au joint rocheux. Nous avons vu qu'il est possible de comparer schématiquement par simulation, le débit percolant entre divers géomatériaux au débit percolant à travers la masse de ces géomatériaux s'agissant d'un bouchon de galerie, nous avons présenté l'évolution de la transmissivité en cas de cisaillement pour quatre valeurs différentes de retrait du béton de scellement. Dans ce cas proche de la réalité, l'évolution mécanique à l'interface roche béton a été calculée grâce au code de calcul PLAXIS

Comportement Hydromécanique des Joints Rocheux : Expérimentation et Modélisation Constitutive

Many applications in civil engineering involving fractured rock masses require precise feasibility studies. These rock masses can exhibit fracturing of various scales. They can contain on the one hand microscopic fractures induced by the disturbance of the stress field due to the construction work, and on the other hand natural fractures of several meters or more. Our aim is to provide additional new information on the hydromechanical behavior of the natural rock joints and on the constitutive modeling of their hydromechanical behavior. The experimental study consisted of a series of hydromechanical simple compression tests with the BCR-3D machine of laboratory 3S in Grenoble. We have presented an original constitutive hydromechanical model, which can be an effective means to model the hydromechanical behavior of the rock joints in compression and shear loading, at the meso-scale, without taking into account the scale effect. The direct Shear Box for Rocks with 3 Dimensions, called BCR3D, was used for the realization of our mechanical and hydromechanical tests on interfaces between geomaterials. This direct shear box has a hydraulic injection system that allows the hydraulic behavior of the rock joints to be studied and also the measurement of hydraulic anisotropy of the flows. Using the modified Divoux model and the approach of Darcy in incremental form, we developed an original hydromechanical nonlinear incremental model. We have presented the formulation of hydraulic transmissivity of the rock joints corresponding to two paths: first of all, evolution of hydraulic transmissivity as function of to the normal stress (and normal specific energy), and then changes of hydraulic transmissivity relating to the shearing path (and tangential specific energy). The performance of the model is discussed through the comparison between experimental results and constitutive modelling. The hydromechanical nonlinear incremental model (LHMIN) for the interface makes it possible to evaluate either the flow, or the hydraulic transmissivity as a function of the level of normal stress, normal energy, the level of shear stress and the energy of shearing imposed on the rock joint. We saw that it is possible to compare schematically by simulation, the flow between various geomaterials with the flow through the mass of these geomaterials acting as a plug to a gallery, we presented the evolution of the hydraulic transmissivity in the event of shearing for four different values of shrinking of the sealing concrete. In this close-to-reality case, the mechanical evolution for the interface of rock and concrete was calculated with the computer code PLAXIS.De nombreuses applications en génie civil dans les massifs rocheux fracturés exigent des études de faisabilité précises. Ces massifs peuvent présenter des défauts de différentes tailles. Ils peuvent contenir d'une part des microfissures induites par la perturbation du champ de contraintes due à la construction d'un l'ouvrage, et d'autre part des fractures naturelles de plusieurs mètres voire plus. Notre travail est d'apporter des informations supplémentaires nouvelles sur le comportement hydromécanique des joints rocheux naturels et sur la modélisation constitutive de leur comportement hydromécanique. L'étude expérimentale a consisté en une série d'essais hydromécaniques de compression simple avec la machine BCR-3D du laboratoire 3S de Grenoble. Nous avons présenté un modèle hydromécanique constitutif original, qui peut être un moyen efficace pour modéliser le comportement hydromécanique des joints rocheux en compression et en cisaillement, en échelle méso sans prendre en compte l'effet d'échelle. La Boîte de Cisaillement direct pour Roches à 3 Dimensions, appelée BCR3D, a servi à la réalisation de nos essais mécaniques et hydromécaniques sur les interfaces entre géomatériaux. Cette boîte de cisaillement direct particulière a un système d'injection hydraulique afin d'étudier le comportement hydromécanique des joints rocheux et aussi de mesurer l'anisotropie hydraulique des écoulements. A l'aide du modèle de Divoux modifié et de l'approche de Darcy sous forme incrémentale, nous avons mis au point un modèle hydromécanique incrémental non linéaire original. Nous avons présenté la formulation de transmissivité hydraulique des joints rocheux selon deux chemins : tout d'abord, l'évolution de transmissivité en fonction de la contrainte normale (et de l'énergie spécifique normale), et ensuite les changements de transmissivité en fonction du chemin de cisaillement (et de l'énergie spécifique tangentielle). La performance du modèle est discutée à travers la comparaison entre des résultats expérimentaux et les modélisations constitutives. Le modèle hydromécanique incrémental non linéaire (LHMIN) pour l'interface, permet d'évaluer soit le débit, soit la transmissivité fonction du niveau de contrainte normale, de l'énergie normale, du niveau de contrainte de cisaillement et de l'énergie de cisaillement imposés au joint rocheux. Nous avons vu qu'il est possible de comparer schématiquement par simulation, le débit percolant entre divers géomatériaux au débit percolant à travers la masse de ces géomatériaux s'agissant d'un bouchon de galerie, nous avons présenté l'évolution de la transmissivité en cas de cisaillement pour quatre valeurs différentes de retrait du béton de scellement. Dans ce cas proche de la réalité, l'évolution mécanique à l'interface roche béton a été calculée grâce au code de calcul PLAXIS

Numerical heat transfer modelling of staggered array impinging jets

A numerical study of flow field and heat transfer rate in external flow of a novel heat exchanger (Anglia Ruskin University, 2001) was conducted. The design comprises of confined impinging jets from a staggered bundle of tubes in which the fluid flows in an opposite staggered arrangement array after impingement. The RNG k-ε model and enhanced wall treatment near wall turbulence modelling was applied to model a three-dimensional computational domain. The accuracy of the model was validated in two- and three-dimensional cases for single impinging jets with available experimental results. The arrangement of the staggered array was fixed Sn/D=2.1 and Sp/D=1.6 where Sn and Sp are the distances between tubes transverse and parallel to fluid flow respectively and D was the hydraulic diameter of tubes. The dimensionless tubes to impinging surface distance (H/D) were in the range of 0.2, 0.5, 1.0, and 2.0 and the Reynolds number based on the tubes’ hydraulic diameter and average fluid velocity at the exit of tubes in the range of 1000, 5000, and 20000 were studied. The global heat transfer rate on both impinging and confinement plates increased with decreasing of H/D and increasing of Reynolds number; however, the slope of increasing Reynolds number was sharper in low H/Ds. The friction factor increased with a decreasing H/D and an increasing of the Reynolds number. The local Nusselt number was studied on both impinging and confinement plates. The temperature contours and velocity vectors are also presented. Keywords: bundle of impinging jets, jet to jet interaction, RNG k-ε, enhanced wall treatment

The Relation between Awareness of Cancer Diagnosis and Spiritual Health among Cancer Patients

Introduction: Disclosure of cancer diagnosis is one the main challenges in caring of patients with cancer since it may have negative effects on the spiritual health of patients. No study has ever been performed in Iran to investigate the relationship between awareness of cancer diagnosis and spiritual health in cancer patients. Therefore, the present study aimed to review the effects of awareness of cancer on spiritual health in patients with cancer. Methods: This was a descriptive-comparative study conducted in Shahid Ghazi Tabatabaei University Hospital in 2009. The subjects included 150 patients aware of their cancer diagnosis and 150 unaware patients. The patients were selected through convenient sampling method. Using a questionnaire, the patient's spiritual health was assessed. Data analysis was conducted in SPSS17 using descriptive and inferential statistics. Results: Results showed the mean (SD) of spiritual health among aware and unaware patients to be 75.1 (3.8) and 75.4 (3.9), respectively. Statistically, there was no significant difference between the spiritual health of the two groups (p = 0.96). Conclusion: These findings showed that awareness of cancer diagnosis had no effects on spiritual health of patients. It is not surprising considering Iranian culture. However, confirmation of this finding requires further studies

An analytical approach for analysis and optimisation of slider bearings with infinite width parallel textures

This paper introduces an analytical approach to study the textured surfaces in hydrodynamic lubrication regime. For this purpose, a method of integrating the Reynolds equation for slider bearings with surface discontinuities is presented. By introducing appropriate dimensionless parameters, analytical relations for various texture profiles in both indented and projected forms are delivered. These relations express the nature of mathematical dependence between textured bearing performance measures and geometrical/operational parameters. An optimisation procedure is employed to achieve the optimum texturing parameters promoting maximum load capacity, load capacity to lubricant flow rate ratio and minimum friction coefficient for asymmetric partially textured slider bearings

Advances in constitutive modelling of jointed rock hydro mechanical interactions at laboratory scale

Cette étude s’inscrit dans une recherche multi échelles basée sur des expérimentations in situ et des essais de laboratoire. Les essais, injections radiales d’eau au centre de l’éponte inférieure, sont fait à contrainte normale constante de 0 à 110 MPa et pour des pressions de 0 à 4 MPa. Quatre essais hydromécaniques ont été réalisés au laboratoire L3S sur des échantillons de calcaire fracturé (deux diaclases et deux joints de stratification). L’analyse des mesures montre une corrélation entre les variations de la surface de contact et le débit hydraulique dans la fracture. La modélisation hydromécanique réalisée à l’aide du code 3DEC peut être améliorée à partir de l’analyse précédente à travers la modification de la relation entre l’ouverture hydraulique et la fermeture mécanique du joint. L’écart entre les valeurs mesurées et calculées est lié en particulier à la dégradation des aspérités de la fracture sous forte contrainte et à la turbulence des écoulements non prises en compte dans la modélisation

Comportement hydromécanique des joints rocheux (expérimentations et modélisation constitutive)

De nombreuses applications en génie civil dans les massifs rocheux fracturés exigent des études de faisabilité précises. Ces massifs peuvent présenter des défauts de différentes tailles. Ils peuvent contenir d'une part des micro fissures induites par la perturbation du champ de contraintes due à la construction d'un l'ouvrage, et d'autre part des fractures naturelles de plusieurs mètres voire plus. Notre travail est d'apporter des informations supplémentaires nouvelles sur le comportement hydromécanique des joints rocheux naturels et sur la modélisation constitutive de leur comportement hydromécanique. L'étude expérimentale a consisté en une série d'essais hydromécaniques de compression simple avec la machine BCR-3D du laboratoire 3S de Grenoble. Nous avons présenté un modèle hydromécanique constitutif original, qui peut être un moyen efficace pour modéliser le comportement hydromécanique des joints rocheux en compression et en cisaillement, en échelle méso sans prendre en compte l'effet d'échelle. La Boîte de Cisaillement direct pour Roches à 3 Dimensions, appelée BCR3D, a servi à la réalisation de nos essais mécaniques et hydromécaniques sur les interfaces entre géomatériaux. Cette boîte de cisaillement direct particulière a un système d'injection hydraulique afin d'étudier le comportement hydromécanique des joints rocheux et aussi de mesurer l'anisotropie hydraulique des écoulements. A l'aide du modèle de Divoux modifié et de l'approche de Darcy sous forme incrémentale, nous avons détaillé un modèle hydromécanique incrémentaI non linéaire original. Nous avons mis au point la formulation de transmissivité hydraulique des joints rocheux selon deux chemins: tout d'abord, l'évolution de transmissivité en fonction de la contrainte normale (et de l'énergie spécifique normale), et ensuite les changements de transmissivité en fonction du chemin de cisaillement (et de l'énergie spécifique tangentielle). La performance du modèle est discutée à travers la comparaison entre des résultats expérimentaux et les modélisations constitutives. Le modèle hydromécanique incrémentaI non linéaire (LHMIN) pour l'interface, permet d'évaluer soit le débit, soit la transmissivité fonction du niveau de contrainte normale, de l'énergie normale, du niveau de contrainte de cisaillement et de l'énergie de cisaillement imposés au joint rocheux. Nous avons vu qu'il est possible de comparer schématiquement par simulation, le débit percolant entre divers géomatériaux au débit percolant à travers la masse de ces géomatériaux s'agissant d'un bouchon de galerie, nous avons présenté l'évolution de la transmissivité en cas de cisaillement pour quatre valeurs différentes de retrait du béton de scellement. Dans ce cas proche de la réalité, l'évolution mécanique à l'interface roche béton a été calculée grâce au code de calcul PLAXIS.GRENOBLE1-BU Sciences (384212103) / SudocSudocFranceF