Resume

L'auteur illustre une methode generale de realisation de mesures de contraintes dans les massifs rocheux à l'aide d'entailles dans le rocher ayant le but d'annuler l'etat de contraintes naturelles. Ces procedes ont ete appliques dans quelques cas pratiques, en particulier pour la mesure des contraintes dans le rocher du Mont Blanc en proximite de l'axe du tunnel routier.

Summary

The author illustrates a general method for measuring by stress-relieving the residual stresses in rock masses. These techniques have been applied in some practical cases, particularly for measuring stresses in M. Blanc rock mass near the expressway tunnel.

Zusammenfassung

Der Verfasser stellt die allgemeinen Methoden dar, um die im Gebirge latenten Spannungen durch Felsschlitze zu messen. Diese Verfahren wurden in einigen Fallen verwendet, besonders fuer die Spannungsmessungen im Mont Blanc Felse beim Tunnelsachse.

  1. La valeur des contraintes naturelles dans les massifs rocheux en consequence du poids du rocher et des contraintes dues aux mouvements horogenetiques est un des paramètres les plus importants en connexion au projet d'un tunnel. En effet, lorsqu'on creuse un tunnel dans le massif rocheux, au pourtour des excavations on produit un remaniement dans l'etat originaire de contrainte du rocher. L'aceroissement des valeurs de certaines composantes de contrainte peut être inadmissible par rapport aux caracteristiques mecaniques du materiau. De cette consideration on deduit l'importance de la connaissance des contraintes qui se manifestent à l'excavation et qui etablissent, en fin de compte, le rôle statique du revêtement du tunnel.

  2. Bien sûr le problème pose, toujours difficile, peut resulter relativement plus aise dans le cas des massifs rocheux de bonne homogeneite et de suffisantes isotropie et elasticite. En ces cas la mesure des contraintes naturelles en rocher peut être conduite en general, suivant les mêmes crithères adoptes pour la determination des contraintes dans les structures hyperstatiques. Dans le cas des mesures en rocher les systèmes que nous employons comportent la realisation d'un tunnel auxiliaire de façon d'atteindre le coeur du massif rocheux et d'y provoquer, sur une paroi, une modification de l'etat de contrainte mesuree à l'aide d'extensomètres. Cette modification est fonction (en general très complexe) de l'etat de contrainte preexistent et des caracteristiques mecaniques globales du rocher. Or, le creusement d'un tunnel auxiliaire, donne lieu à la même modification des contraintes qui se produirait au contour du profil d'excavation du tunnel reel. C'est à dire, le tunnel auxiliaire peut constituer, avec une suffisante approximation, le modèle du tunnel reel, puisque dans les deux cas les contraintes sont les mêmes dans les points se correspondant dans l'echelle des longueurs. Cette correspondance est etablie d'après la simple hypothèse que les phenomènes de deformation (elastiques, plastiques ou visqueux) dans le rocher se deroulent avec continuite et en fonction du même etat preexistant de contrainte. En particulier, lorsqu'on peut prevoir «a priori» le comportement du massif rocheux en consequence de l'alteration de son equilibre, les mesures des contraintes sur les parois du tunnel peuvent donner l'indication du probable etat absolu de contrainte du rocher non remanie.

  3. Une première methode de mesure des contraintes (due à Mayer, Tincelin, Habib) comporte la realisation (sur une paroi du tunnel auxiliaire) d'une saignee plane d'une certaine longueur et profondeur, qui provoque à l'entour dans le rocher des deformations mesurables à l'aide d'extensomètres. Après, on glisse dans la saignee et on bloque au mortier un verin plat (type Freyssinet) qui peut être mis en pression jusqu'à annuler les deformations mesurees à la realisation de la saignee. Cette pression egalerait donc la pression du rocher en direction normale au plan de l'entaille. Une autre methode exige la realisation d'un forage cylindrique (de diamètre 80/100 mm) et la mesure des deformations suivant plusieurs directions diametrales à l'aide de bases appliquees au contour. C'est ainsi possible, à l'aide de considerations theoriques d'elasticite à deux dimensions, de determiner d'une façon complète à difference de la première methode, l'etat de contrainte du rocher dans la zone du contour du forage. Aussi en ce cas il est possible d'etablir à l'interieur du forage un verin cylindrique exerçant une pression radiale qui puisse annuler les deformations se verifiant au creusement du forage. Mais l'uniforme application de la pression au contour ne pourra pas compenser l'eventuelle desuniformite de l'etat de contrainte sur la paroi du tunnel. Mais ce procede entraîne des objections et des reserves bien evidentes. Une technique particulièrement convenable dans le cas mentionne, nous l'avons experimentee pour la mesure des contraintes naturelles du rocher du massif du Mont Blanc en proximite du trace du tunnel autoroutier recemment entre en exercice. En ce cas on a realise sur la paroi de fond du tunnel experimental, une saignee de contour circulaire de façon telle à isoler un bloc cylindrique sur lequel on a place, sur la surface libre, de bases d'extensomètre amovible en plusieurs directions.

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