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Les courbes contrainte-déformation des roches fragiles montrent trois niveaux de contrainte caractéristiques : initiation de fissures, résistance à long terme et résistance maximale. Les essais contrôlés par les dommages à faibles contraintes de confinement ont montré que les résistances à long terme et maximale sont sensibles à la quantité de dommages induits, c'est-à-dire que plus la quantité de dommages est importante, plus les résistances à long terme et maximale sont faibles. Ces tests ont également montré que le processus de rupture fragile est caractérisé par une perte de cohésion lorsque la friction est mobilisée. L'excavation d'un tunnel de test circulaire dans une roche fragile massive a entraîné une rupture autour du tunnel. La résistance recalculée pour la roche échouée autour du tunnel est d'environ la moitié de celle mesurée dans les tests en laboratoire. Les dommages induits par des fissures dans le granite de Lac du Bonnet, à la fois en laboratoire et in situ, commencent lorsque la charge dépasse environ un tiers de la résistance à la compression non confinée. Cependant, le niveau de contrainte associé à la rupture est fonction du chemin de chargement. Dans le laboratoire, où le chemin de chargement augmente de manière monotone, la résistance ultime d'un échantillon non confiné est de 225 MPa. Des études numériques suggèrent qu'in situ, le chemin de chargement autour du tunnel est plus complexe, impliquant des augmentations et des diminutions de contrainte ainsi qu'une rotation de la contrainte. Pour ce chemin de chargement, la rupture s'initie à une contrainte comprise entre 100 et 120 MPa. Les critères conventionnels de rupture par friction ne prédisaient pas de manière adéquate l'ampleur de la rupture fragile mesurée autour du tunnel circulaire. Les résultats des tests en laboratoire contrôlés par les dommages et de la surveillance micro-sismique réalisée pendant la construction du tunnel indiquent qu'un critère de contrainte déviatorique constante est un indicateur fiable pour prédire le début des dommages. Ce critère a également permis de donner une prédiction raisonnable pour la profondeur maximale de rupture autour du tunnel de test. L'hypothèse fondamentale dans le critère de contrainte déviatorique constante est qu'à faibles contraintes de confinement, telles que celles qui se produisent autour des ouvertures souterraines, le processus de rupture fragile est dominé par la perte de cohésion.
C. Derek Martin (Mer,) a étudié cette question.