Recherche Avancée

Thèse soutenue

Morphologie et comportement mécanique des discontinuités rocheuses

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Tikou Belem
Direction : Françoise Homand
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil, hydrosystèmes, géotechnique
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale PROMEMA (MetzNancy)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire environnement géomécanique et ouvrages (Vandoeuvre-lès-Nancy)

Résumé

FR

Les étapes de cette recherche sont : les essais de cisaillement direct, l'analyse morpho-mécanique et la modélisation. Trois types de joints ont été testés : les joints de granite sablé et bouchardé, et les répliques en mortier d'un joint naturel de schiste rugueux et ondulé. Les essais CNC ont porté sur l'ensemble de ces joints tandis que les essais KNC n'ont porté que sur les répliques. Des relevés topographiques sont effectués à l'aide d'un profilomètre laser avant et après chaque essai de cisaillement. Les résultats des essais ont montré que les raideurs Ks des joints lisses sont plus élevées que celles des joints rugueux. Pour un même joint la raideur Ks selon l'essai KNC est supérieure à la raideur Ks selon l'essai CNC. De nombreux paramètres morphologiques 3D ont été proposés pour caractériser l'anisotropie (degré d'anisotropie ka ; degré d'irrégularité Ir ; degré d'ondularité Sw ; fonction d'anisotropie p(ᵠ)), l'angularité surfacique (inclinaison moyenne qs ; r. M. S. De la dérivée première de la surface Z2s), la rugosité surfacique (rugosité spécifique Srs ; coefficient de tortuosité Ts ; degré de rugosité relative DRr) et quantifier la dégradation des épontes (coefficient de dégradation Wdc ; degré de dégradation Dw). L’analyse morpho-mécanique a montré que la rugosité secondaire joue un rôle dans le frottement des joints bouchardés. Cette analyse a permis de proposer un critère de rupture pour ce type de joints, et qui est exprimé en fonction des paramètres proposés. Le comportement dilatant des répliques du joint de schiste est bien modélisé par les critères de rupture de Ladanyi & Archambault, de Saeb et de Barton. Un essai de classification relative de la morphologie des joints est proposé à partir des paramètres définis. Enfin nous avons proposé des modèles d'évolution de l'état de surface et de l'angle de dilatance au pic en fonction de la contrainte normale. Ces modèles intègrent également la presque totalité des paramètres 3D proposés.