Analyse d'un Essai de Traction Brésilien
Comprendre l'Essai Brésilien
La résistance à la traction d'une roche est une propriété fondamentale, mais difficile à mesurer par un essai de traction directe. L'essai brésilien est une méthode indirecte couramment utilisée pour contourner cette difficulté. Il consiste à comprimer un disque de roche le long de son diamètre. Cette compression diamétrale engendre des contraintes de traction perpendiculaires à la direction de la charge. La rupture se produit par fendage le long du plan de chargement lorsque la contrainte de traction atteint la résistance du matériau. Cet essai permet d'obtenir une estimation fiable de la résistance à la traction (\(\sigma_t\)) de la roche intacte.
Données de l'étude
- Diamètre du disque : \(D = 54.0 \, \text{mm}\)
- Épaisseur du disque : \(t = 27.0 \, \text{mm}\)
- Force maximale appliquée à la rupture : \(P = 55.0 \, \text{kN}\)
Schéma : Essai de Traction Brésilien
Questions à traiter
- Calculer la résistance à la traction indirecte (\(\sigma_t\)) du granite.
- Qualifier la résistance à la traction de cette roche.
Correction : Analyse d'un Essai de Traction Brésilien
Question 1 : Calcul de la Résistance à la Traction (\(\sigma_t\))
Principe :
La résistance à la traction pour un essai brésilien est calculée à l'aide d'une formule qui relie la force de rupture (\(P\)) aux dimensions du disque (diamètre \(D\) et épaisseur \(t\)).
Formule(s) utilisée(s) :
Calcul :
Question 2 : Qualification de la Résistance à la Traction
Principe :
La résistance des roches est classifiée selon des échelles standards. Bien qu'il n'y ait pas de classification aussi universelle que pour la compression, on peut utiliser les ordres de grandeur suivants (ISRM) :
| Qualification | Résistance \(\sigma_t\) (MPa) |
|---|---|
| Très élevée | > 10 |
| Élevée | 5 - 10 |
| Moyenne | 2.5 - 5 |
| Faible | 1 - 2.5 |
| Très faible | < 1 |
Analyse :
Avec une valeur de \(\sigma_t \approx 24.0 \, \text{MPa}\), la roche se situe bien au-dessus de la limite de 10 MPa.
Quiz Rapide : Testez vos connaissances
1. L'essai brésilien mesure la résistance à la traction de manière :
2. Comment la résistance à la traction (\(\sigma_t\)) d'une roche se compare-t-elle généralement à sa résistance en compression (\(\sigma_c\)) ?
3. Si l'épaisseur du disque (\(t\)) est doublée, mais que la force de rupture (\(P\)) reste la même, la résistance à la traction calculée sera :
Glossaire
- Essai Brésilien (ou Essai de Fendage)
- Essai de laboratoire standardisé pour déterminer la résistance à la traction d'un matériau fragile, comme la roche ou le béton, en appliquant une charge de compression le long du diamètre d'un échantillon cylindrique.
- Résistance à la Traction (\(\sigma_t\))
- Contrainte maximale de traction qu'un matériau peut supporter avant de se rompre. Pour les roches, elle est significativement plus faible que leur résistance en compression.
- Roche Intacte
- Échantillon de roche ne contenant pas de discontinuités majeures (fractures, joints...). L'essai brésilien, comme l'essai de compression simple, mesure les propriétés de ce matériau, et non celles du massif rocheux dans son ensemble.
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