Auscultation et surveillance des pertubations hydromécaniques d'ouvrages souterrains par la mesure et l'analyse de la propagation d'ondes dans les roches - Archive ouverte HAL Access content directly
Conference Papers Year : 2004

Auscultation et surveillance des pertubations hydromécaniques d'ouvrages souterrains par la mesure et l'analyse de la propagation d'ondes dans les roches

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Abstract

The excavation of a drift creates a disturbed zone, which is called EDZ (Excavation Disturbed or Damaged Zone). The study of the mechanical characteristics of this zone is essential to estimate the stability of such a drift at short, mean or long term. The propagation of ultrasonic waves is used as a mean of analysis in rock mechanics since the 1960s. Initially, it was used to determine the dynamic elastic properties. Then, it was gradually adapted to the study of the other properties of the material such as cracking, porosity, saturation, etc. With the computer tools continuously more powerful, a more elaborated treatment of the signals became possible, which allows characterization of the "EDZ". The Tests carried out in laboratory, allowed us to correlate P-wave and mechanical parameters of the studied media in elastic and plastic phases. Besides, the mechanical modeling of the EDZ around a drift allows understanding the mechanical phenomena on the scale of the work. Finally, the results of an in-site experiment allowed us to locate the EDZ around an underground mine pillar. It contributed to have a better understanding of the mechanical models available and to estimate the pillar stability.
Lorsqu'une galerie est excavée, quelle que soit la méthode d'excavation, la roche encaissante subit des perturbations dans une zone dite EDZ (Excavation Disturbed or Damaged Zone). Ces perturbations peuvent se traduire par différents effets allant d'une faible variation de la pression interstitielle à un endommagement important, voire la rupture de l'ouvrage et peuvent mettre en danger la stabilité d'une partie ou de l'ensemble de l'ouvrage souterrain concerné. L'étude des caractéristiques mécaniques de cette zone " EDZ " est essentielle pour estimer la stabilité de l'ouvrage à court, moyen ou long terme. La propagation des ondes ultrasoniques est utilisée comme moyen d'analyse en mécanique des roches depuis les années 1960. Initialement, elle a été mise au point pour déterminer les modules élastiques dynamiques des roches. Ensuite, elle a progressivement été adaptée à l'étude d'autres propriétés du matériau telles que : fissuration, porosité, saturation, etc. Avec les outils informatiques sans cesse plus puissants, un traitement des signaux plus élaboré est devenu possible, ce qui permet d'envisager la caractérisation de l' " EDZ " par cette méthode. Des essais en laboratoire à la fois acoustiques et mécaniques, nous ont permis de relier qualitativement les paramètres de propagation des ondes et les caractéristiques mécaniques du milieu étudié pendant les phases élastique et plastique. Par ailleurs, la modélisation mécanique de l'EDZ autour d'une galerie permet de comprendre les phénomènes mis en jeux à l'échelle de l'ouvrage. Enfin, les résultats d'une expérimentation in situ ont permis de caractériser la distribution de la zone endommagée autour d'un pilier de mine, ce qui a contribué à la vérification des modèles mécaniques existants et à l'estimation de la stabilité de l'ouvrage.
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Dates and versions

ineris-00976150 , version 1 (09-04-2014)

Identifiers

  • HAL Id : ineris-00976150 , version 1

Cite

Jamil Damaj, Cyrille Balland, Thierry Verdel, David Amitrano, Françoise Homand. Auscultation et surveillance des pertubations hydromécaniques d'ouvrages souterrains par la mesure et l'analyse de la propagation d'ondes dans les roches. International Conference on geotechnical engineering, May 2004, Beyrouth, Lebanon. pp.791-797. ⟨ineris-00976150⟩
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