Development and applications of a synthetic material to simulate soft sedimentary rocks

Abstract

Due to the fact that a model material can be made homogeneous, the influence of different variables on behavioural mechanisms can be investigated independently. Consequently, large experimental scatter attributed to inherent variables (generally unknown) of a natural material can be avoided. This Paper presents the development of an artificial material which can effectively simulate the behaviour of an array of weak, sedimentary rocks. This synthetic soft rock was constituted with gypsum cement, fine sand and water, and characterized with homogeneous and isotropic properties with insignificant variability from one batch to another. It can be easily manufactured in the laboratory and can be cast either in large or small volumes to occupy any predetermined shape of given physical dimensions. An experimental application to study the behaviour of reinforced composites (simulated bolted rock) is also described in this Paper. Puis qu'une matière-modèle peut être rendue homogène, il est possible d'étudier de façon indépendante l'influence exercée par de diverses variables sur les mécanismes de comportement. On peut par conséquent éviter la dispersion considérable expérimentale attribuée aux variabilités inhérentes, généralement inconnues, à une matière naturelle. L'article décrit le développement d'une matière artificielle qui peut simuler effectivement le comportement d'un groupe de roches tendres Sédimentaires. Cette rocbe tendre synthétique comprenait du ciment de gypse, du sable fin et de l'eau et possédait des propriétés homogènes et isotropes qui ne variaient que très peu d'un lot à l'autre. Cette matière peut se produire très facilement dans le laboratoire et être coulée dans de petits ou grands volumes pour prendre n'importe quelle forme prédeterminée de dimensions données. L'article présente aussi une application expérimentale pour étudier le comportement des matières composites renforcées (simulation de rocbes boulonnées).