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Hydraulic and pneumatic fracturing have been used to improve the effectiveness of most in situ remediation methods for contaminated sites underlain with unfavorable low-permeability soils. This paper presents results of a laboratory experimental investigation to characterize the mechanisms related to the initiation pressure and growth of fractures stimulated from vertical and horizontal wells. The mechanisms of fracture in low-permeability soils appeared to be of a tensile failure mechanism enhanced by the generation of pore pressure as the soil around the well was being sheared due to the radial-tangential stress difference imposed by the injected pressure. The impacts of initial fracture slots on fracture orientation and initiation pressure were also investigated. The test results have demonstrated that the presence of initial fracture slots could reduce the injection pressure required to initiate fracture in the well. The initial slot, however, did not necessarily control the orientation of the propagating fracture. The effect of imposed stresses in the soil was evaluated also and was found to influence the orientation and propagation of fracture. Smaller stress contrast favored multiple deviated fractures, whereas larger stress contrast favored distinct fractures.Key words: soil fracturing, laboratory test, low-permeability soil, fracture propagation.La fracturation hydraulique et pneumatique a été utilisée pour améliorer l'efficacité de la plupart des méthodes in situ de rémédiation pour les sites contaminés reposant sur des sols défavorables de faible perméabilité. Cet article présente les résultats d'une étude expérimentale en laboratoire pour caractériser les mécanismes reliés à la pression d'amorce et à la croissance des fractures activées à partir de puits verticaux et horizontaux. Les mécanismes de fracture dans les sols de faible perméabilité semblent appartenir à un mécanisme de rupture en traction favorisé par la génération de pression interstitielle lorsque le sol sur le pourtour du puits est en cisaillement dû à la différence entre les contraintes radiale et tangentielle appliquées par la pression d'injection. Les impacts de fentes initiales de fracture sur l'orientation de la fracture et sur la pression d'amorce ont aussi été étudiés. Les résultats des essais ont démontré que la présence de fentes initiales de fracture pouvait réduire la pression d'injection requise pour amorcer la fracture dans le puits. Cependant, la fente initiale ne contrôlait pas nécessairement l'orientation de la fracture en progression. L'on a aussi évalué l'effet des contraintes appliquées dans le sol et l'on a trouvé qu'elles influençaient l'orientation et la propagation de la fracture. Un plus faible contraste de contraintes favorisait des fractures multiples déviées alors qu'un plus grand contraste de contraintes favorisait des fractures distinctes. Mots clés : fracturation du sol, essai de laboratoire, sol de faible perméabilité, propagation de fracture.[Traduit par la Rédaction] [ABSTRACT FROM AUTHOR] |
