Les reconnaissances spécifiques à la mécanisation de l'excavation
Objectifs
Dans le cadre des études préalables à un chantier mécanisé,
les principales caractéristiques définissant l'aptitude d'une roche à être pénétrée
et détruite par un outil sont:
- la résistance intrinsèque, c'est-à-dire, les caractéristiques
mécaniques qui déterminent l'énergie que la machine devra transmettre à
l'outil pour remplir son rôle;
- l'abrasivité qui conditionne l'efficacité et le taux
de remplacement des outils;
- les discontinuités qui jouent un rôle important dans
les pressions de rupture sous l'action conjuguée des outils.
Quelques critères complémentaires, déjà examinés par
ailleurs, sont également nécessaires pour l'étude des caractéristiques des
tunneliers, tels que:
- l'hydrogéologie et les venues d'eau prévisibles à
proximité du front de taille;
- la hauteur de couverture et les contraintes naturelles.
C’est ainsi par exemple que dans le cas de terrains très
déformables sous forte couverture, les risques de coincement de la jupe doivent
être étudiés et la réalisation d'une surcoupe par un outil périphérique ne
suffit pas toujours à éliminer ce risque.
Moyens
La comparaison avec des ouvrages analogues (dimensions et
caractéristiques des terrains) doit être étudiée avec attention pour en
tirer les enseignements nécessaires au choix de la machine à forer.
Les essais de laboratoire les plus couramment utilisés
sont rapportés ci-après. Il faut noter que les résultats de ces essais
n'auront de valeur représentative que s'ils concernent un nombre suffisant d'échantillons
et il est important que tous les résultats d'essais figurent dans le dossier géotechnique,
et non de simples moyennes.
Essais de résistance:
Résistance à la compression simple: cet essai
est couramment utilisé malgré tous ses défauts (grande dispersion des résultats,
influence du mode opératoire,... ).
Résistance à la traction - essai brésilien: cet
essai d'une grande simplicité et de faible dispersion renseigne sur la résistance
de la matrice, sans être trop influencé par les discontinuités.
Essai Franklin ou « Point Load test» : cet essai
simple et économique peut être réalisé en grand nombre et directement sur le
chantier des reconnaissances. Les résultats sont obtenus sous la forme d'un
indice de résistance Is. Il existe une corrélation directe entre Is et la résistance
en compression uniaxiale Rc.
Résistance à la fragmentation par chocs: l'essai
Los Angeles permet de tester la fragilité et la broyabilité de la roche;
l'essai de « fragmentation dynamique» du LCPC peut le remplacer.
Autres essais: l'AFTES propose l'utilisation du
test de dureté du CERCHAR, de l'essai de forabilité de Toulouse et de l'essai
de ténacité de Toulouse.
Essais d'abrasivité :
L'abrasivité d'une roche dépend de la nature des minéraux
qui la constituent (en particulier de la teneur en quartz), aussi l'analyse minéralogique
donne-t-elle des renseignements importants.
L'abrasivité peut être quantifiée par des essais spécifiques:
- essai d'abrasivité du LCPC à utiliser de préférence
pour le choix des molettes;
- le test d'abrasivité CERCHAR à utiliser de préférence
pour le choix des pics.
Détermination des discontinuités :
L'indice de continuité Ic est souvent utilisé pour déterminer
la micro-fissuration d'une roche.
Plus Ic est faible et plus la roche est
affectée par des discontinuités qui favorisent le travail des outils.
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