Modélisation des comportements mécaniques et hydrauliques de massifs rocheux simulés par des assemblages de blocs rigides : Introduction d'un couplage hydro-mécanique

• Auteur / Autrice : Henda Bargui
• Direction : Roger Coteau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géologie de l’ingénieur
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Jury : Président / Présidente : Peter Egger
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Louis Durville, Joël Billiotte, Roger Cojean
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pedro Ramirez Oyanguren, Sidi Mohamed Tijani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Travaux publics

Barrages

Mécanique des fluides

Hydraulique

Montagnes

Géologie appliquée

Mécanique des sols

Modèles mathématiques

Roches

Mots clés libres

Sciences et techniques

Bâtiment

Mécanique roches

Massif rocheux

Roche fissurée

Modèle mathématique

Hydromécanique

Méthode élément frontière

Donnée discrète

Simulation numérique

Comportement

Distribution contrainte

Etude cas

Fondation ouvrage

Résumé

Ce travail de recherche concerne la modélisation des comportements hydromécaniques des massifs rocheux fissures par amélioration et extension d'un modèle par éléments discrets, brig3d. Ce modèle, brig3d, assimile un massif rocheux fissure a un assemblage de blocs rigides qui interagissent au niveau de leurs interfaces. La déformation du massif résulte des déformations au niveau des interfaces, définies à l'aide des déplacements des blocs. Sous l'effet des sollicitations du massif, chaque bloc, en interaction avec d'autres, se déplace vers une position qui assure l'équilibre entre les efforts de contact et les sollicitations extérieures. Les améliorations concernent la reformulation mécanique de brig3d. De nouvelles définitions concernant la position des interfaces et le champ des contraintes sont introduites. Ce travail de recherche concerne également l'introduction d'un modèle par éléments frontières décrivant un écoulement laminaire, permanent et plan, aux interfaces des blocs. Ces deux modelés ont été ensuite couples et appliques a l'analyse des comportements hydromécaniques des massifs rocheux fissures soumis à diverses sollicitations. Une étude particulière a été consacrée pour analyser le comportement d'une fondation de barrage.

This research aims at modelling the hydro-mechanical behaviour of fissured rock masses by improvement and extension of a discrete element model, called BRIG3D. This model simulates fissured rock mass as a set of rigid blocks interacting along their interfaces. Interface deformation is related to the relative displacement of the corresponding blocks. Being subject to external loads, the total set of blocks moves until equilibrium is reached. The computation of this equilibrium has been improved by redefining the model description of the rigid block movement, the interface position and the stress distribution along an interface. To describe flow problems through blocks interfaces, a boundary element model has been developed. Flow through each interface is assumed to be laminar, stationary and planar. This hydraulic model has then been coupled with the mechanical model BRIG3D and used to analyse hydro-mechanical rock mass behaviour under varying loads ; In particulard, a study of a dam foundation has been carried out.