Impact of initial structural heterogeneity on long-term swelling behavior of MX80 bentonite pellet/powder mixtures
Résumé
To better understand results of SEALEX in situ tests carried out at Tournemire Underground Research Laboratory, the hydromechanical behavior of a pellet/powder MX80 bentonite mixtures prepared at a dry density of 1.49 Mg/m3 were investigated by means of microfocus X-ray computed tomography (μ-CT) observations and laboratory small scale infiltration tests. Radial and axial swelling pressures as well as relative humidity were monitored while wetting. Two configurations were considered: for the first, a pellet/powder mixture was prepared following a specific protocol to minimize initial structural heterogeneity; the second one was specially designed to study a strong heterogeneous mixture distribution. μ-CT observations performed on the two samples during hydration revealed an apparently homogeneous sample for the first mixture after 100 days of hydration. For the second specimen, several voids were still observed after 40 days of hydration. A comparison was made between the in situ and mock-up tests. It was observed that the evolutions of radial and axial swelling pressures depend on the initial heterogeneous distribution of the mixture. This heterogeneity is due to the different dry density values at the vicinity of the different sensors. The final values of axial swelling pressures were different for both configurations for the same global dry density.
Pour mieux comprendre les résultats des tests in situ SEALEX effectués au laboratoire de recherche souterrain de Tournemire, le comportement hydromécanique de mélanges de bentonite MX80 pastille/poudre préparés à une densité sèche de 1,49 Mg/m3 a été étudié au moyen d’observations de microtomographie aux rayons X (μ-CT) et des tests d’infiltration à petite échelle en laboratoire. Les pressions de gonflement radiales et axiales ainsi que l’humidité relative ont été contrôlées pendant le mouillage. Deux configurations ont été envisagées : pour la première, un mélange pastille–poudre a été préparé selon un protocole spécifique afin de minimiser l’hétérogénéité structurelle initiale ; le second a été spécialement conçu pour étudier une forte distribution de mélanges hétérogènes. Les observations de μ-CT effectuées sur les deux échantillons au cours de l’hydratation ont révélé un échantillon apparemment homogène pour le premier mélange après 100 jours d’hydratation. Pour le second échantillon, plusieurs vides ont encore été observés après 40 jours d’hydratation. Une comparaison a été faite entre les tests in situ et maquette. Il a été observé que les évolutions des pressions de gonflement radiales et axiales dépendent de la distribution hétérogène initiale du mélange. Cette hétérogénéité est due aux différentes valeurs de densité sèche à proximité des différents capteurs. Les valeurs finales des pressions de gonflement axiales étaient différentes pour les deux configurations pour la même densité sèche globale.
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