Stabilité des barrages influence de la température et étude de sensibilité sur la résistance au cisaillement des joints de coulée

摘要

Les barrages-poids des régions nordiques sont soumis à des conditions climatiques extrêmes entre les longues journées tempérées d'été et les longues et froides nuits des régions septentrionales. Les présentes recherches ont voulu vérifier si les essais de laboratoire permettaient d'établir un facteur de sécurité suffisant pour parer à un glissement le long des joints de coulée des barrages-poids. Plus précisément, le présent mémoire tente d'établir l'influence à court terme des basses températures nordiques (-40[degrés Celsius]) et l'influence à long terme des cycles de gel-dégel sur la résistance au cisaillement des joints de coulée. On a utilisé des reproductions en béton d'un joint rocheux afin d'obtenir des conditions de cisaillement dont les seules variantes étaient, dans un premier temps, la température à laquelle les échantillons étaient cisaillés et, en second lieu, la quantité de cycles de gel-dégel que ces reproductions avaient subi. On a reproduit des joints de béton en coulant du béton (ciment GU, pierre 14mm et un rapport E/C=0,52) sur les surfaces d'un joint rocheux. On a ensuite cisaillé ces joints soit à température ambiante, soit à -40[degrés Celsius] ou encore après avoir subi un nombre précis de cycles de gel-dégel. L'angle de friction interne (et la résistance au cisaillement) des joints de coulée (du moins pour des joints non-liés) est significativement plus faible à basse température (-40[degrés Celsius]) qu'à température ambiante et l'écart est plus significatif dans les conditions au pic. Parallèlement, les cycles de gel-dégel augmentent la rugosité et la valeur de l'angle de friction interne des joints de coulée n'ayant pas été traités au jet de sable initialement. Conséquemment, l'angle de friction interne des joints de coulée obtenu lors d'essais de laboratoire devrait être minoré d'un facteur de sécurité pour tenir compte des températures d'opération des hivers des régions nordiques qui sont bien en-deçà de la température ambiante d'un laboratoire. En revanche, l'angle de friction interne des joints de coulée n'est pas susceptible de se détériorer avec le temps pour le béton de surface assujetti aux cycles de gel-dégel. À la lumière des résultats obtenus, le concepteur devrait appliquer (en plus des facteurs de sécurité à appliquer pour corriger la valeur de l'angle de friction interne obtenu en laboratoire notamment pour corriger l'effet d'échelle) un facteur de sécurité pour palier à la diminution de l'angle de friction interne lorsque le béton se refroidit. À l'opposé, le concepteur ne devrait pas se soucier de la diminution de cet angle pour le béton de surface exposé aux cycles de gel-dégel avec le temps.