Types de ruptures associés à l'orientation des contraintes principales dans des ouvrages souterrains

National audienceDans des exploitations minieres, en Australie (Gale et al, 1987), au cours du creusement, des cassures sont apparues au toit et au mur des voies dont la hauteur est egale a 2,5 m. La position et l'importance des cassures dependent de l'orientation de l'axe de la galerie par rapport a la plus grande contrainte horizontale. Ce type d'instabilite est aussi rencontre dans la majorite des bassins houillers aux USA ou la contrainte horizontale naturelle est elevee (Hill et al). Les petroliers se sont apercus (Gough et al, 1982) que les puits de forage montrent des formes de rupture caracteristiques telles l'ovalisation, les hors-profils ("break outs"), qui contiennent toute une information sur le champ des contraintes en place, et l' anisotropie du champ horizontal. Cette methode a ete retenue pour l 'etablissement de la carte mondiale des contraintes (Zoback, 1985) surtout dans des domaines ou les mesures directes sont tres difficiles et tres cheres. On considere que la contrainte axiale (contrainte intermediaire) n'intervient pas dans cette analyse . Nous etudierons ce probleme dans le cas d'une galerie circulaire sur un champ de contraintes anisotrope. Ensuite nous analyserons le cas d'une galerie de forme rectangulaire. Pourpouvoir etudier les contraintes principales induites par l'excavation, il faudra dans ce cas employer des methodes numeriques parce qu'il n'existe pas de solutions analytique

Stabilité des ouvrages en terre, développement d'une méthode mixte (numérique et équilibre limité)

National audienceLa détermination de la surface de glissement d'un talus (barrage, pente naturelle,..) est l'un des problèmes importants et complexes en géotechnique. Nous avons développé un algorithme basé sur des méthodes d'optimisation capable de tracer une surface de glissement optimisée et calculer le facteur de sécurité correspondant. Cet algorithme est implémenté dans le code FLAC2D

Planification des travaux pour un contrôle optimal des terrains

National audienceLa planification des travaux d'exploitation tient compte de nombreux facteurs lies a l'organisation des chantiers, a la Ventilation et aux pressions des terrains. Avec l'approfondissement des exploitations et parfois l'ouverture de nouveaux chantiers dans des environnements proches d'anciennes exploitations, les pressions des terrains devient l'un des principaux criteres qu'il convient de maitriser. La maitrise des pressions des terrains passe par l'experience acquise completee par des etudes specifiques pour les nouvelles situations. Les outils de modelisation numerique des massifs rocheux aident a la comprehension des mecanismes qui surviennent autour des ouvrages existants (retro-analyse) et contribuent a la planification des nouveaux chantier

Surveillance et instrumentation des monuments historiques

Les sites et monuments historiques, comme tous les ouvrages naturels et humains, évoluent avec le temps du fait de l'action des éléments naturels ou de site. Cela amène donc la collectivité à se poser la question des moyens à mettre en oeuvre pour assurer la pérennité des ouvrages qu'elle souhaite conserver dans son patrimoine et la sécurité des personnes susceptibles de les visiter. En effet le risque principal auquel il faut faire face est celui de la " ruine " du site ou monument. Cette ruine résulte d'une instabilité qui peut brusquement mettre en péril l'édifice et ses visiteurs. La surveillance est le meilleur moyen d'obtenir à la fois un diagnostic juste et précis et de préconiser un traitement adapté au monument et à sa valeur historique. L'auscultation doit toujours être une opération limitée dans le temps et bien ciblée suite à l'analyse du phénomène étudié. En outre la surveillance doit employer des techniques simples et de grande sensibilité

MODELISATION NUMERIQUE DE L'INTERACTION SOL-STRUCTURE LORS DU PHENOMENE DE FONTIS

International audienceThis article focuses on the simulation of soil-structure interaction during a sinkhole development by the use of a coupling numerical modelling approach. The 2D model uses a Finite Difference computer code associated with a Distinct Elements code to optimize the performances of both softwares. This allows an important decrease of computation time and the results computed are close of the experimental observations made before

Experimental analysis of the impact of ground movements on surface structure

International audienceMan's activity frequently causes ground movements: the most notable examples of ground movements are provided by the mining industry in the form of subsidence. Consequently, mining subsidence can damage the surface structures. Many empirical approaches have been developed to predict structure damage using ground movements measured in greenfield conditions by assuming that the presence of a building has no effect on the settlement prediction. To improve our understanding of that effect and investigate the potential damage to the building, we have undertaken an experimental research program by means of a large three-dimensional physical model designed to simulate mining-induced ground movements. The results pointed out the effect of building structure on greenfield movements to be taken into account and enabled an analysis of the damage to the surface building, based on the existing damage estimation approaches.L'activité humaine cause fréquemment des mouvements de terrain. Les mouvements de terrain sous la forme d'affaissement sont induits par l'exploitation minière. Les affaissements miniers peuvent endommager les structures en surface. Des approches empiriques ont été développées pour prévoir les dommages au bâti en utilisant les caractéristiques des mouvements de terrain sans prendre en compte l'effet de la présence des constructions en surface. Afin d'étudier ces effets et d'investiguer les dommages potentiels sur le bâti, nous avons réalisé une étude expérimentale à l'aide d'un modèle réduit tridimensionnel de grandes dimensions permettant de simuler des mouvements de terrain dus aux mines. Les résultats expérimentaux montrent l'influence de la présence du bâti sur les mouvements du sol, qui doit être prise en compte dans l'estimation de dommage, et permettent d'apprécier la prévision des dégradations de la structure bâtie basée sur les méthodes existantes

The Take into account of soil-structure interaction phenomena to study mining subsidence consequences on buildings

The authors used a numerical finite element software for several modellings to study soil-structure interaction phenomena which occur during mining subsidences. We broke down the ground movements into several basic movements to highlight the impact and relative importance of each other (ground curvature and horizontal strain). We elaborate synthetic schemes of the ground and structure behaviour which improve the traditional apprehension of phenomena.Les auteurs ont utilisé un code de calcul aux éléments finis pour étudier les phénomènes d'interaction sol-structure qui ont lieu durant les affaissements miniers. Nous avons distingué les différents mouvements des terrains (déformation horizontale et courbure) afin de mettre en évidence leur impacte respective. Nous avons élaboré des schémas synthétiques, du comportement des terrains et des structures, qui permettent d'améliorer la conception traditionnelle des phénomènes en place

Etude des conséquences des affaissements miniers sur le bâti par la modélisation numérique

Mining subsidence generates great displacements of the ground surface which may be responsible of building damage. Estimation of ground displacements are well-known but their transfer to the structure need more studies. We will first present different numerical strategies for the take into account of soil-structure interaction. Then we will present a global finite element model which allowed us to study behaviour of different kind of structures. In particular we show some results for a rigid structure (raft) and for a soft one (framed structure).Les affaissements miniers, en provoquant d'importants déplacements de la surface des terrains peuvent être à l'origine de dégradations dans les structures. Si la prévision des mouvements du terrain est bien acquise, celle de leurs transferts aux ouvrages l'est nettement moins. Après une étude des différentes possibilités de modélisation du problème pour prendre en compte les phénomènes d'interaction sol-structure, nous présentons un modèle global de type éléments finis. Ce dernier nous a permis d'étudier le comportement de différents types de structures. En particulier, nous montrons les résultats de calculs pour une structure rigide (radier) et une autre plus souple (portique)

Apport de la modélisation expérimentale et numérique à la compréhension du phénomène d'interaction et numérique sol-structure lors d'un fontis

International audienceThis article is focused on the study of soil-structure interaction during the occurrence of a sinkhole by the use of a small-scale experimental model and a coupled numerical approach. The experimental model uses a 2D analogical soil and a building model. Tests in greenfield conditions and with the building allow determining the soil-structure interaction phenomenon. Computer simulations are validated with the results from the ex-perimental tests in order to run parametrical studies in a further developmentCet article présente une étude de l'interaction sol-structure durant la formation d'un fontis à l'aide d'un modèle physique puis d'une modélisation numérique couplée. Le modèle réduit expérimental utilise un matériau ana-logique bidimensionnel et une maquette de structure. Des essais en terrain vierge puis en présence de la structure permettent de caractériser la nature de l'interaction sol-structure. Les simulations numériques sont validées sur les résultats des essais expérimentaux en vue de mener des études paramétriques ultérieure

Etude de la vulnérabilité du bâti soumis aux conséquences des affaissements miniers

International audienceRecent mining subsidences that took place at the end of the 1990s in the iron-ore field cause building damage and put the emphasis on some problems. In particular, is it possible to estimate building vulnerability which is located on ground which may subside? Previous works in this domain, in addition with an own statistical study performed on observations collected in the iron-ore field, a new methods is offered. This is inspired by well-known seismic methods in order to increase its accuracy and pertinence.Les récents affaissements miniers qui se sont produits à la fin des années 90 dans le bassin ferrifère lorrain ont été à l'origine d'importantes dégradations du bâti. L'existence d'ouvrages miniers abandonnés en grande quantité nécessite d'élaborer des méthodes permettant d'évaluer la vulnérabilité des enjeux. A partir des travaux déjà réalisés dans ce domaine, ainsi que d'une analyse de données sur les dégradations observées dans le bassin ferrifère lorrain, une nouvelle approche est proposée. Cette approche s'inspire des méthodes employées dans le domaine sismique pour aboutir à une prise en compte de l'intensité du phénomène et de la diversité des constructions de manière plus pertinente et précise