Mechanical Properties of Chalk with Emphasis on Chalk-Fluid Interactions and Micromechanical Aspects Propriétés mécaniques de la craie : interactions fluide-craie et aspects micro-mécaniques

Abstract

The paper addresses the problem of water weakening effects in chalk. Using miscible fluids, capillary forces can be eliminated. Experience with water and methanol has revealed that methanol saturated chalk is considerably stronger than water saturated chalk. A study of water-methanol mixtures has shown that the transition is a gradual one, only dependent on the composition of the fluid. The changes in mechanical properties can be accounted for by repulsive forces at the grain contacts. The strong interaction between the highly polar water molecules and the chalk surface may give rise to charged or polarized layers which will develop repulsive forces when two surfaces are in close contact, like in the grain contact region. Le présent article traite du problème des effets affaiblissants de l'eau dans la craie. L'utilisation des fluides miscibles permet l'élimination des forces capillaires. Des expériences réalisées avec de l'eau et du méthanol ont démontré que la craie saturée au méthanol est considérablement plus résistante que la craie saturée à l'eau. Une étude sur les mélanges eau-méthanol a indiqué que la transition est progressive, dépendant uniquement de la composition du fluide. Les changements des propriétés mécaniques peuvent être expliqués par des forces répulsives au contact des grains. La forte interaction entre les molécules d'eau fortement polarisées et la surface de la craie peut donner lieu à des couches chargées ou polarisées, qui développeront des forces répulsives en présence de deux surfaces en contact proche, comme dans la zone de contact de grain.