Dynamostratigraphy, a new type of mechanical test

Abstract

Dynamostratigraphy is a new type of mechanical test, used to analyse axial stress and torque reaction during drilling at simultaneously imposed translation and rotation speeds. The method is based on a decoherence/shearing mechanism defined in terms of two parameters R(x) and C(x) which evolve in opposing phase. The technique determines the thickness of layers or constituents of heterogeneous materials with a high degree of precision. If cohesion is an intrinsic property, as in a fibrous material, dynamostratigraphy can be used to mechanically define the material. The diameter of drill bits can be reduced to a minimum and the test is therefore virtually non-destructive.

Resume

La dynamostratigraphie est un nouvel essai mécanique basé sur l'analyse de l'effort axial R(x) et du couple de torsion C(x), induits sur le foret au cours du perçage d'un matériau. L'originalité de l'essai réside dans le fait que ce perçage est effectué à des vitesses de translation et de rotation simultanément imposées.

L'analyse dummécanisme mis en jeu, pour un matériau fibreux, montre que les paramètres R(x) et C(x) mesurent respectivement la cohésion et la résistance au cisaillement des fibres ou des microstratifications. L'expérimentation effectuée sur du bois confirme le bien-fondé de cette analyse.

Bien que les conditions expérimentales influent sur les valeurs des paramètres de la dynamostratigraphie, on montre que la valeur moyenne de R(x) demeure constante, pourvu que le rapport entre les vitesses de translation et de rotation conservent la même valeur (A_c).

La dynamostratigraphie permet de mesurer l'épaisseur des strates ou des constituants de tous les matériaux (bois, os, béton), mais elle permet également de caractériser mécaniquement les matériaux dont la résistance est conditionnée par la cohésion.