Dimensionnement de couches de sols en protection des bâtiments contre les impacts rocheux – Campagne d’essais pour déterminer les paramètres du modèle pour une grave 0-31.5 issue de béton concassé - Choix du matériau et essai de faisabilité - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Rapport Année : 2023

Design of soil layers to protect buildings against rockfall impacts – Test campaign to determine the model parameters for a 0-31.5 gravel from crushed concrete - Choice of material and feasibility test

Dimensionnement de couches de sols en protection des bâtiments contre les impacts rocheux – Campagne d’essais pour déterminer les paramètres du modèle pour une grave 0-31.5 issue de béton concassé - Choix du matériau et essai de faisabilité

Résumé

Existing structures and buildings built in rock fall zones can benefit from protection by soil layer, avoiding direct impacts on their structure. A first study [4] allowed to define the form of an empirical model describing the pulse of space-time pressure transmitted to a structure through a thin sand layer of thickness D, during an impact at speed V by a rock block of diameter B on the surface of the protective soil layer. The values of the model parameters were determined for this small sand from a full-scale instrumented test campaign. Thus, for this not very compact sand, the pressure pulse perceived by the structure can be characterized for any value of D, B or V. For the sizing of the protective layer, the hazard study specifying the size and speed of the blocks likely to reach the building, the thickness of the protective layer is chosen to check the strength of the structure by dynamic calculation. Since sand is not very available in mountain areas, the objective of this new study is to determine the values of the model parameters for another material, a 0-31.5 gravity, which can be produced by local crushing. Grain size should not be too high to promote friction energy dissipation between soil particles. The material must be clean to avoid the eventual appearance in the material of a cohesion that would reduce the energy dissipation and the duration of the pressure pulse during impact, as during an impact between rigid solids. Unlike sand, which can be set up and compacted by light means available at the RRO Laboratory, the 0-31.5 clean crushed gravel layer tests require the use of specific earthwork equipement. Therefore, the proposed action has been broken down into two parts. The first, the purpose of this report, consists in selecting, supplying the material at the test site, carrying out a feasibility test to specify its use as a protective layer and testing the installation of the instrumentation. The second, devoted to the realization of the entire test program, the analysis of the measurements and the determination of the model parameters, will be carried out within the framework of the following DGPR-Eiffel University contract. This report presents the selected material (identification) and the results obtained during a first feasibility test. The procedure for applying the protective layer and the dry density obtained after compaction are specified. New pressure sensors were tested during this test. These first measurements show that the pressure pulse seems more important through this 0-31.5 gravel than through the loose sand used in the study of Tarik Oussalah (2018).
Les ouvrages et bâtiments existants construits en zone d’aléa chute de blocs rocheux peuvent bénéficier d’une protection par couche de sol, permettant d’éviter les impacts directs contre leur structure. Une première étude [4] a permis de définir la forme d’un modèle empirique décrivant le pulse de pression espace-temps transmis à une structure au travers d’une couche de sable peu compacte d’épaisseur D, lors d’un impact à la vitesse V par un bloc rocheux de diamètre B en surface de la couche de sol protectrice. Les valeurs des paramètres du modèle ont été déterminées pour ce sable peu compact à partir d’une campagne d’essais instrumentés en vraie grandeur. Ainsi, pour ce sable peu compact, le pulse de pression perçu par la structure peut être caractérisé pour toute valeur de D, B ou V. Pour le dimensionnement de la couche protectrice, l’étude d’aléa précisant la taille et la vitesse des blocs susceptibles d’atteindre le bâtiment, l’épaisseur de la couche protectrice est choisie pour vérifier par calcul en dynamique la résistance de la structure. Le sable étant peu disponible dans les territoires de montagne, l’objectif de cette nouvelle étude est de déterminer les valeurs des paramètres du modèle pour un autre matériau, une grave propre 0-31.5, pouvant être produite par concassage local. La granulométrie ne doit pas être trop élevée pour favoriser la dissipation d’énergie par frottement entre particules de sol. Le matériau doit être propre pour éviter l’apparition à terme dans le matériau d’une cohésion qui réduirait la dissipation d’énergie et la durée du pulse de pression lors de l’impact, comme lors d’un impact entre solides rigides. Contrairement au sable, pouvant être mis en place et compacté par des moyens légers disponibles au Laboratoire RRO, les essais sur couche de grave concassée 0-31.5 propre, nécessitent l’utilisation d’engins spécifiques de terrassement. C’est pourquoi l’action proposée a été décomposée en deux parties. La première, objet de ce rapport, consiste à sélectionner, approvisionner le matériau sur le site d’essais, réaliser un essai de faisabilité pour préciser sa mise en oeuvre en couche protectrice et tester l’installation de l’instrumentation. La seconde, consacrée à la réalisation de l’ensemble du programme d’essai, au dépouillement des mesures et à la détermination des paramètres du modèle, sera réalisée dans le cadre de la convention DGPR-Université Eiffel suivante. Ce rapport présente le matériau sélectionné (identification) et les résultats obtenus lors d’un premier essai de faisabilité. La procédure de mise en oeuvre de la couche protectrice et la densité sèche obtenue après compactage sont précisées. De nouveaux capteurs de pression ont été testés lors de cet essai. Ces premières mesures montrent que le pulse de pression semble plus important au travers de cette grave 0-31.5 qu’au travers du sable lâche utilisé dans l’étude de Tarik Oussalah (2018).
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Protection impacts rocheux - Couche grave - Faisabilité 2023-05-26.pdf (4.17 Mo) Télécharger le fichier
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)

Dates et versions

hal-04434713 , version 1 (02-02-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04434713 , version 1

Citer

Anne-Sophie Colas, Jean-Pierre Rajot, Patrick Joffrin, Nicolas Vermorel, Christophe Pruvost. Dimensionnement de couches de sols en protection des bâtiments contre les impacts rocheux – Campagne d’essais pour déterminer les paramètres du modèle pour une grave 0-31.5 issue de béton concassé - Choix du matériau et essai de faisabilité. Université Gustave Eiffel. 2023, pp.26. ⟨hal-04434713⟩
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