Amélioration de la détermination des propriétés de résistance de l'interface béton-rocher et des discontinuités des fondations rocheuses des barrages poids

CIGB 2018, 26è Congrès des Grands Barrages, Vienne, AUTRICHE, 01-/07/2018 - 07/07/2018La détermination des caractéristiques mécaniques régissant la stabilité d'un barrage existant peut s'avérer complexe notamment en ce qui concerne les discontinuités présentes en fondation et à l'interface barrage-fondation. Ces caractéristiques sont la résistance à la traction, la cohésion et l'angle de frottement. Fort de ce constat, IRSTEA et EDF ont lancé des travaux de recherche ces dernières années de manière d'une part à créer des données utiles à la compréhension des mécanismes de rupture et d'autre part à proposer des méthodologies d'estimation des caractéristiques mécaniques utilisables directement par l'ingénierie. Le présent article donne les principaux résultats des essais de traction et de cisaillement sur des interfaces béton-rocher. Ces résultats pourraient faire l'objet d'échange et de partage avec les ingénieries intéressées par le sujet. L'article présente également des méthodologies de détermination des caractéristiques de discontinuités rocheuses en cisaillement ainsi que des caractéristiques de résistance à la traction de l'interface béton-rocher. Des perspectives sont proposées quant à de futures actions de recherche prometteuses telles que la caractérisation de la cohésion apparente des discontinuités rocheuses et l'estimation de la géométrie du contact barrage-fondation par des méthodes non-destructives

Role of joint material properties on the apparent cohesion of a gravity dam foundation

International audienc

Influence of Roughness on the Apparent Cohesion of Rock Joints at Low Normal Stresses, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering

International audienceThe shear strength of joints is governed by surface morphology, including roughness and interlocking conditions. Several criteria have been developed in recent decades to assess shear behavior. However, most civil engineering guidelines suggest using the Mohr-Coulomb criterion to evaluate shear strength. The Mohr-Coulomb criterion relies on a friction angle and a cohesion value determined from laboratory tests, the literature, and the engineer’s experience. Two distinct cohesion concepts can be considered: true cohesion, which is a bond between the walls of the joint, and apparent cohesion. Apparent cohesion is obtained by performing a linear regression for the experimental shear strengths obtained in the laboratory for a given normal load interval. For unbounded joints, true cohesion cannot be considered because the walls are not physically bonded. However, apparent cohesion, describing joint roughness, interlocking, and the conditions of the joint walls, can be used with the Mohr-Coulomb criterion. Civil engineering standards are cautious about the use of apparent cohesion during design, and guidelines often recommend considering a null or low value. In this article, we focus on the effects of surface morphology on apparent cohesion, to better appraise the relevance of taking apparent cohesion into account in the Mohr-Coulomb criterion. Direct shear tests were performed on four different rock joint replicas tested under low normal load conditions (0.1–1.0 MPa). The results showed that apparent cohesion increased with roughness. Results also showed that the interlocking and damage state of the joint wall surfaces play a key role in the apparent cohesion value. When the sample is damaged or poorly interlocked, apparent cohesion is significantly reduced

Integration of rock joint roughness into the Mohr-Coulomb shear behaviour model – application to dam safety analysis

International audienceBased on a previous experimental study that we conducted on granite joint replicas including thirty direct shear tests, this article proposes to integrate the joint roughness in the Mohr-Coulomb shear behaviour model (MC). The model integrates joint roughness into constitutive stress-displacement relationships describing mechanical behaviour of rock joint. The shear strength of rock joint is assessed by the MC shear criterion that takes into account the apparent cohesion. This MC model integrating rock joint roughness component is validated against other experimental results from the literature. It is able to accurately predict the peak shear strength of an unbounded rock joint with an average relative error of 7.9%. It is finally used to assess the role of joint roughness on the shear behaviour of a gravity dam foundation

Integration of rock joint roughness into the Mohr-Coulomb shear behaviour model – application to dam safety analysis

International audienceBased on a previous experimental study that we conducted on granite joint replicas including thirty direct shear tests, this article proposes to integrate the joint roughness in the Mohr-Coulomb shear behaviour model (MC). The model integrates joint roughness into constitutive stress-displacement relationships describing mechanical behaviour of rock joint. The shear strength of rock joint is assessed by the MC shear criterion that takes into account the apparent cohesion. This MC model integrating rock joint roughness component is validated against other experimental results from the literature. It is able to accurately predict the peak shear strength of an unbounded rock joint with an average relative error of 7.9%. It is finally used to assess the role of joint roughness on the shear behaviour of a gravity dam foundation

First characterization of two phase phenomena occurring during a rapid energy discharge in saturated carbon dioxide

International audienceThe aim of this paper is to characterize two-phase phenomena occurring for a rapid energy discharge in the fluid leading to explosive vapour expansion. This study was motivated by the lack of macro-scale experiments characterizing those transient phenomena at high reduced pressure. For that purpose, a complete test section was designed based on the Joule effect to deliver the energy discharge. CO2 was chosen as working fluid, allowing to work at saturation and under saturation conditions. Equipped with pressure sensors and a high-speed camera, the complete process is recorded during few seconds. The thermal shock in the carbon dioxide creates transientpressure peaks and sudden vapour production. The first observed pressure wave is well described as acoustics. This first wave is followed by a quick (60 ms) generation of vapour.The maximum volume of vapour produced is extracted from pressure fluctuations and matches the theoretical value. Following their creation, the bubbles flow upward in the test section as bubbly flow. Visual observation allows the characterization of the shape and the velocity of pertinent bubbles as part of a wobbling flow. This project, motivated by the so-called Fuel Coolant Interaction (FCI) nuclear safety related problematic, brings consistent data allowing to better characterize thesmall scale processes for such transient vaporization phenomena. This paper focuses on a single test performed under saturated conditions

Recueil de méthodes de confortement et réparations des digues de protection en remblai

International audienceCe document a pour objectif de présenter différentes techniques appliquées aux réparations et/ou aux confortements de digues de protection contre les inondations en remblai, que ce soit en domaine fluvial ou littoral, avec les éléments permettant de concevoir et de réaliser chacune de celles-ci, prises de manière indépendante.Certaines des techniques présentées ont été décrites sur la base d'études de cas sur des digues de canaux ou de rivières canalisées (ce sont des digues en charge permanente) ; elles sont tout de même applicables à des digues de protection contre les inondations. Inversement l'ensemble des techniques présentées sont probablement également partiellement transposables aux digues de canaux ou de rivières canalisées, sous réserve d'adaptation prenant en compte leurs spécificités, liées à la charge permanente et aux sollicitations spécifiques d’usage (batillage…) entre autres.Ce document s'adresse principalement aux bureaux d'études et gestionnaires d'ouvrages amenés à concevoir et à faire réaliser des travaux sur des digues existantes. Les entreprises de travaux sont également concernées, ainsi que les services de contrôle de l'État. Enfin, toute personne ou organisation intéressée par les questions relatives aux digues (citoyens, étudiants), pourra y trouver des éléments de connaissance intéressants. Cette première version du document issu des travaux du groupe de travail comprend deux parties : une première partie générale et une deuxième partie présentant trente-six techniques, chacune sous la forme d’une fiche au format standardisé. Les techniques présentées concernent les fonctions d’étanchéité, de drainage, de filtration, de stabilité au glissement et de protection contre l’érosion externe ainsi que les rehaussements. Des éléments sont également présentés, sans fiche spécifique, sur les problématiques liées aux transitions, entre autres avec les ouvrages traversants, aux animaux fouisseurs, à la végétation arborée et aux réparations de brèches. Des révisions du document sont envisagées, pour présenter d'une part des techniques supplémentaires, nouvelles ou mieux éprouvées, et éventuellement des fiches de retours d'expérience sur des cas réels