Contribution à l’étude de la stabilité des massifs rocheux fracturés : caractérisation de la fracturation in situ, géostatistique et mécanique des milieux discrets

par Ali Rafiée

Thèse de doctorat en Génie civil et mécanique

Sous la direction de Claude Bohatier et de Marc Vinches.

Soutenue en 2008

à Montpellier 2 .


  • Résumé

    La simulation numérique est un outil essentiel pour mieux comprendre la réalité des phénomènes qui se produisent au sein des milieux discrets, en particulier des milieux rocheux fracturés. Notre travail a pour objectif d’étudier le comportement mécanique et dynamique des milieux rocheux en réalisant des modèles discontinus dans lesquels les mesures de l’orientation et l’espacement interfractura, effectuées sur le terrain, sont intégrées au modèle de façon stochastique. Pour la génération des milieux fracturés numériques des algorithmes basés sur les méthodes statistiques et géostatistiques sont développés. Le comportement mécanique de modèles académiques et de structures réelles en maçonnerie est étudié grâce à la méthode Non Smooth Contact Dynamics (NSCD). Des structures en maçonneries telles que le monument historique de l’amphithéâtre de Nîmes et l’aqueduc d’Arles sont étudiées, à échelle réelle, en deux et trois dimensions pour leurs comportements dynamiques pendant une sollicitation sismique. Les modèles de milieux rocheux fracturés engendrés à partir d’études de cas sont analysés selon deux axes : l’étude de la stabilité de pentes rocheuses et la conception de travaux souterrains par la méthode NSCD en utilisant le code LMGC90. La stabilité de ces modèles est étudiée en deux et trois dimensions. Les analyses effectuées sur ces modèles ont permis de proposer des recommandations pour l’installation d’éventuels soutènements. Elles ont également permis la distinction des familles des fractures jouant un rôle prépondérant dans l’instabilité de ces massifs. La modélisation de certaines méthodes de protection en travaux au rocher telles que le boulonnage et les filets pare-pierres est ensuite abordée dans les perspectives envisagées comme développement de nos travaux

  • Titre traduit

    Contribution to the study of fractured rock masses : characterization of the in situ fracture network, geostatistics and discrete element modelling


  • Résumé

    The numerical simulation is an essential tool for a better understanding of phenomena that occur within discrete environments, in particular in the fractured rock mass. This study aims to investigate the mechanical and dynamic behaviour of rock masses using discrete models in which surveyed data for orientation and inter-fracture spacing are introduced into the model in a stochastic way. For the generation of a jointed rock mass model, algorithms based on statistical and geostatistical methods are developed. The mechanical behaviour of academic models and real masonry structures is studied using the Not Smooth Contact Dynamics (NSCD) method. The dynamic behaviour, during seismic loading, of masonry structures such as the historic monuments of Nîmes amphitheatre and Arles aqueduct are studied, in real scale, in two and three dimensions. The models of fractured rock masses generated from case studies are analyzed with two objectives: the study of the stability of rock slopes and the design of underground structures by the NSCD method, using the LMGC90 code. The stability of these models is investigated in two and three dimensions. The tests performed on these models are used to make recommendations for the installation of support systems, where necessary. They also allow the distinction of the fracture sets playing a critical role in the instability of these masses. The modelling of protection systems, such as rock bolting and cable nets, is then addressed as a possible development of our work

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Informations

  • Détails : 1 vol. (273 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. Annexes

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  • Bibliothèque : Bibliothèque interuniversitaire. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 2008.MON-37
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