A theoretical analysis is developed to explain observations from laboratory experiments where hydraulic fractures were created in silty clay soil. The analysis is based on a critical stress intensity criterion for propagation. The fracture is assumed to be a two-dimensional slit embedded in an elastic material of infinite extent. It is assumed to be filled with one fluid that is injected at the mid-line of the fracture and another that infiltrates the fracture tip. Other parameters included in the analysis are initial fracture length, elastic modulus, pressure in the fracture tip, growth of the infiltrated region at the tip, fracture toughness, and the rate of leak-off. Results of the analysis are presented to highlight the effects of a slight change in each parameter. The model is validated by the use of curve-fitting methods to estimate parameters required to mimic pressure records from laboratory experiments, and then by comparison of the estimated parameters with quantities measured in the laboratory. The results suggest that pore fluid infiltrating into the tip of a propagating fracture can control many of the details of hydraulic fracture development in soil, confirming a conceptual model postulated earlier based only on laboratory observations.
L'article présente une analyse théorique permettant d'expliquer les essais de laboratoire où des fractures hydrauliques ont été créées dans des sols argilo-silteux. L'analyse est basée sur un critère d'intensité de contrainte critique pour la propagation. On suppose que la fracture est une fente bidi-mensionnelle dans un matériau infini élastique et qu'elle est remplie par deux fluides, l'un injecté au milieu de la fracture, l'autre s'infiltrant par l'extrémité de la fracture. Les autres paramètres introduits dans l'analyse sont: la longueur initiale de la fracture, le module élastique, la pression à l'extrémité de la fracture, l'accroissement de la région infiltrée à l'extrémité, la résistance de la fracture, et le taux de fuite. Les résultats de cette analyse sont présentés afin d'étudier les effets d'une légère variation de chacun des paramètres. Le modèle est validé à l'aide d'abaques qui permettent d'estimer les paramètres assurant une bonne représentation des courbes expérimentales de pression, et par comparaison des paramètres estimés avec les quantités mesurées en laboratoire. Les résultats obtenus suggèrent qu'une infiltration de fluide à l'extrémité d'une fracture en cours de propagation peut contrôler de nombreuses particularités du développement de fractures hydrauliques dans un sol, ce qui permet de confirmer le modèle conceptuel supposé précédemment et basé uniquement sur des observations en laboratoire.
