Numerical implementation and application of an internal state variable model to analyze the time-dependent behavior of mining excavations in rock salt

Le comportement géomécanique du sel gemme a été largement étudié au fil des ans. Les différentes études expérimentales ont permis d’identifier des caractéristiques distinctives associées à une réponse inélastique non-linéaire qui est fonction du temps et de l’historique de chargement. Ces caractéristiques doivent être reproduites par les équations constitutives utilisées pour analyser la réponse du sel gemme autour des ouvertures souterraines. Dans cet article, un modèle constitutif relativement simple est introduit dans le code numérique FLAC et appliqué pour analyser le comportement différé d’excavations dans des mines de sel. Le modèle unifié en fluage et plasticité comprend une variable d'état interne avec une loi d'évolution qui induit un écrouissage progressif jusqu'à ce qu'un état stationnaire soit atteint. Des analyses numériques sont effectuées avec le modèle ISV-SH pour évaluer les paramètres du matériau et simuler la réponse d'une ouverture circulaire et d’excavations minières rectangulaires créées séquentiellement. Les résultats sont présentés et comparés à ceux obtenus avec l'équation bien connue de la loi de puissance de Norton, couramment utilisée dans l'ingénierie des mines de sel. Les résultats des calculs, présentés en termes de l’évolution des contraintes, des déformations et de vitesses de déformation, illustrent certains des aspects clés du comportement du sel gemme et ils mettent en évidence l'influence majeure de la loi de comportement utilisée pour les analyses numériques. L'approche de simulation proposée ici constitue une alternative pratique et flexible aux outils de modélisation basés sur le fluage stationnaire, souvent utilisés pour l'analyse des ouvertures souterraines dans les opérations d'extraction de sel gemme.