Bases de mécanique des roches pour les tunnels

• Bases de minéralogie et lithologie
• Principes des bases en géologie (vision en 4D)
• Massifs rocheux : nature/origine des discontinuités, relevés & utilisation d’un stéréogramme, classification des massifs rocheux et identification des discontinuités les plus défavorables
• Notion de bases en hydrogéologie (nappes, circulations, écoulements, discontinuités, cas particulier des karts, etc..)

Exercices pratiques

• Réaliser/interpréter un modèle géologique avec la représentation des incertitudes
• Réaliser quelques mesures de fracturation, interpréter un stéréogramme : contexte de creusement +/- favorable et étude de la stabilité locale (chute de blocs au front ou au toit)

• Qu’est-ce que la mécanique des roches ? Comment a-t-elle été développée ? A quoi peut-elle servir ?
• Du comportement de la matrice et des joints à celui du massif :
  • Mise en évidence des grands types de comportement des roches au laboratoire.
  • Le comportement élastique et ses caractéristiques.
  • Le comportement non élastique et ses caractéristiques. Notion de résistance.
• Un premier écart par rapport à la mécanique des milieux continus : l’existence de contraintes naturelles. D’où viennent-elles ? Comment les estimer ? Pourquoi et comment sont-elles modifiées par les ouvrages ?
• Un deuxième écart par rapport à la mécanique des milieux continus : la présence de discontinuités. Comment se comportent-elles ? Comment influencent-elles le comportement du terrain ? Incertitudes restantes ?
• Une tentative de réconciliation : les méthodes d’homogénéisation des massifs rocheux fracturés.
• Frontières actuelles de la mécanique des roches et développements à prévoir.

Mise en situation dans les galeries de l’Andra

• Présentation des différents phénomènes associés qui affectent la construction (convergences, chute de blocs, flambement de banc , rockburst)

Étude de cas

• La place de la mécanique des roches à chaque phase d’un projet (de la faisabilité à l’exécution d’un tunnel) et la gestion des incertitudes ?
• Caractérisation du massif rocheux pour un projet de tunnel :
  • Construction d’un modèle géologique et géotechnique préliminaire basé sur les sondages et des essais divers, le contexte géologique, l’analyse des familles de fracturations (stéréogramme …) avec ses incertitudes.
  • Définition des tronçons et sections représentatives en prévision du dimensionnement et des méthodes.
  • Application de la classification AFTES et des méthodes empiriques de Barton, de Bieniawski, RMR à chaque tronçon pour la caractérisation du massif
• Choix d’une approche continue ou discontinue pour chaque tronçon. Identification des modes de rupture.
• Choix des méthodes de calcul et du modèle géotechnique associé pour chaque section