Resume

Les anisotropies et heterotropies naturelles des massifs rocheux sont responsables de variations importantes des caracteristiques geomecaniques et imposent une grande prudence dans l'utilisation des formules theoriques de calcul de fondations des ouvrages, ou l'adaptation la plus precise possible de ces formules. Après un bref rappel des particularites physiques des terrains anisotropes, on expose quelques procedes qui permettent de definir correctement sur le terrain ces anisotropies et heterotropies. L'expose est illustre d'exemples concrets.

Summary

The natural anisotropies and heterotropies of the rocks are responsible for important variations in the geomechanics characteristics and they impose great prudence in the utilisation of the theoretical calculation formulas of the work foundations, or the most exact as possible adaptation, of its formulas. After recalling briefly the physical pecularities of anisotropic grounds, we expose some systems, which allow the correct definitions of the anisotropies and heterotropies of a ground. The exposed is illustrated with concrete examples.

Zusammenfassung

Die natuerlichen Anisotropien und Heterotropien der Gebirge sind verantwortlich fuer wichtige Veranderungen der geomechanischen Kennzeichen und erfordern eine grosse Vorsicht in der Benuetzung der theorischen Formeln des Rechnens der Gruendungen der Arbeiten, oder die möglichst genaue Anpassung dieser Formeln. Nach einem kurzen Zurueckrufen zu den physischen Besonderheiten der anisotropischen Gelanden, sind einige Prozesse dargegeben, die diese Anisotropien und Reterotropien auf dem Gelande korrekt bestimmen lassen. Die Darlegung wird durch konkrete Beispiele illustriert.

Introduction

La construction d'un ouvrage de genie civil met en oeuvre un ensemble de materiaux homogènes, tels que le beton et l'acier, dont les caracteristiques parfaitement connues permettent d'asseoir un calcul en toute securite. Les massifs rocheux de fondation sont au contraire constitues de materiaux naturels complexes dont les proprietes sont susceptibles de varier dans de larges proportions. Pour les integrer dans le calcul de l'ouvrage, on s'appuie en general sur des hypothèses simplifiees, et l'on menage des coefficients de securite importants. Pour remplacer ces hypothèses simplifiees par des donnees representatives, il est necessaire de tenir compte de la complexite du massif, qui se ramène en fait à deux aspects: - heterotropie: les proprietes du materiau varient d'un point à un autre; - anisotropie: les proprietes du materiau varient d'une direction à une autre. Les etudes d'un projet de fondation doivent dans un premier temps permettre la definition des heterotropies et anisotropies naturelles du massif, et dans un second temps la definition en chaque point et dans chaque direction des caracteristiques du materiaux, Dans les lignes qui suivent, après une definition des heterotropies et anisotropies naturelles, nous exposons une methode rationnelle combinant les differents moyens d'investigation actuellement utilises pour parvenir à une connaissance precise du massif rocheux. Les ressources nouvelles que fournissent à l'heure actuelle les methodes d'auscultation et les mesures geophysiques sont indiquees ainsi que quelques resultats obtenus.

2. Definition des heterotropies et anisotropies naturelles

Les heterotropies naturelles des massifs rocheux correspondent aux variations lithologiques liees: - d'une part au mode de formation de la roche; - d'autre part aux phenomènes superficiels de decompression et alteration. Les anisotropies sont la consequence de la structure du rocher et des plans de discontinuite du massif: joints de stratification, schistosite, diaclases et failles.

1. Heterotropies
1.1. Heterotropies liees au mode de formation de la roche

II convient de distinguer les massifs sedimentaires et les massifs cristallins. Dans le premier cas, 1a roche provient de la consolidation des sediments deposes dans le fond des mers anciennes, dont la nature varie en fonction des courants et de la distance des côtes, des reliefs et du climat du continent, etc. Ces facteurs etant susceptibles de varier dans le temps, les massifs sedimentaires sont normalement constitues par la superposition de bancs de nature variee; alternance de calcaires et de marnes, intercalations d'argiles, niveaux de grès ou de sable... Notons enfin que l'intrusion de roches magmatiques au sein d'une serie sedimentaire engendre de nombreuses heterotropies de differents types: - Transformation des roches sedimentaires par metamorphisme, variable en fonction de la distance de l'intrusion: formation de gneiss, rnicaschistes, cipolins... - Modifications des roches cristallines par endomorphisme: inclusions de diorite dans un massif granitique par digestion de niveaux calcaires... - Intrusions de roches filoniennes dans l'ensemble de la zone: filons de quartz, aplite, pegmatite...

1.2. Heterotropies liees aux phenomènes superficiels

Lorsqu'un massif rocheux vient affleurer en surface, il subit des modifications importantes: La decompression se traduit par l'ouverture des fissures et microfissures de la roche, et permet la circulation des eaux meteoriques, La roche est alors transformee par un ensemble de processus physiques et chimiques (degradation des feldspaths en argile, oxydation des sels de fer, dissolution des carbonates, lessivage des elements fins) dont l'aboutissement est une perte de cohesion importante. En règle general, on doit done distinguer:

  • La zone superficielle decomprimee et alteree (¹);

  • La zone decomprimee non alteree;

  • La zone profonde comprimee.

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