Modelisations numerique et analytique d'instabilites en kink dans des masses rocheuses discontinues.

摘要

La stabilite de pentes rocheuses, d'ouvertures souterraines et d'autres ouvrages amenages en massifs rocheux fortement fractures peut presenter des risques a cause d'un mode de rupture inusite: le developpement de zones d'instabilite en kink (ZIK). Bien que ce type d'instabilite a ete reconnu et observe, la conception geomecanique d'ouvrages dans ces milieux ne tient compte que tres rarement d'un tel mode de rupture et tres peu d'etudes ont porte sur ce probleme. La presente recherche analyse les conditions critiques menant a ce type d'instabilite et propose un critere de rupture permettant de determiner sa resistance au cisaillement au pic.;Ces observations ont alors permis le developpement d'un critere de rupture. Ce dernier est base sur des considerations energetiques et il permet de calculer la resistance au cisaillement au pic des zones d'instabilite en kink "tauRp" en fonction de la contrainte normale appliquee "sigma N", de la dilatance du systeme "psi" et de la friction interne "&phis;R": tRp=sN˙tan fR+y;Finalement, les simulations numeriques systematiques en chargement biaxial ont permis de determiner des relations statistiques associant la geometrie du reseau de fracture a la geometrie des ZIK qui s'y developpent. Ainsi, l'inclinaison et l'epaisseur des ZIK peuvent etre estimees a partir uniquement de l'orientation de la fracturation et de la friction de surface des joints. Ces elements geometriques permettent de calculer l'angle de dilatance des ZIK, donc leur resistance.;Tout d'abord, des simulations numeriques utilisant le code de programmation UDEC ont relie la dilatance du massif rocheux fracture durant la deformation au developpement des ZIK et a leur resistance. Ainsi, le developpement des ZIK est toujours associe a une importante dilatance du systeme. De plus, il ressort que le taux de dilatance est fonction de la geometrie des ZIK.