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Résumé

<p style="text-align: justify;">En génie civil et minier, le dimensionnement des excavations souterraines doit prendre en compte la géométrie et la structure complexe du terrain, les contraintes in situ et les conditions liées à l’eau souterraine. Divers facteurs influents et les exigences variées de chaque projet justifient de personnaliser la procédure de dimensionnement d’après les facteurs spécifiques au site. La procédure de dimensionnement n’est qu’un processus direct et déclencheur, alors que des mécanismes de rupture mixte peuvent se produire dans des conditions de terrain complexe. Cet article entend présenter une nouvelle méthodologie, dite "dimensionnement global d’excavation souterraine", en mettant l’accent sur le diagnostic du comportement du terrain et des mécanismes de rupture dans des conditions de roche profonde et dure en vue de la longévité attendue à long terme. La méthode proposée suit six phases : caractérisation du sol, diagnostic du comportement du terrain, identification du mécanisme de rupture, analyse de dimensionnement pour gérer le comportement du sol, construction, mesures/surveillance in situ et mise à jour du dimensionnement. L’article définit une procédure pour chaque phase par détermination des données d’entrée, des données de traitement et des données de sortie (approche entrée-traitement-sortie). Il applique cette approche pour déterminer les paramètres du dimensionnement global d’excavation souterraine à chaque phase. Selon la méthode proposée, la composition de la masse rocheuse fournit des informations suffisantes diagnostiquer le comportement du sol. Puis l’article évalue différents types de modes de rupture et les mécanismes associés en fonction de trois facteurs principaux : structures de masse rocheuse, concentration des contraintes et conditions de construction / caractéristiques clés des projets. Dans certains cas, un seul mécanisme de rupture est dominant, mais dans de nombreux cas, la rupture peut débuter avec un mécanisme, suivi par un autre mécanisme ou une combinaison de mécanismes, ce qui complique le dimensionnement qu’il faut ajuster au cours des phases opérationnelles. L’article procède à une analyse de dimensionnement quant au comportement du sol à gérer pour déterminer la stratégie adéquate en terrain instable (sélection de la méthode d’excavation appropriée, séquences d’excavation et méthodes de stabilisation du sol) en ce qui concerne le modèle temps-coût des projets. Parallèlement, il intègre les paramètres de dimensionnement à la phase de construction (excavation, désagrégation, dépressurisation / gestion des contraintes, contrôle de la qualité des matériaux et installation de systèmes de soutènement). Il optimise les paramètres de dimensionnement grâce aux nouvelles données acquises lors de mesures in situ pour réduire le risque de ruptures rocheuses. Il vérifie la procédure proposée de dimensionnement en étudiant plusieurs cas d’excavation souterraine et minière et présente quelques cas typiques. La méthode proposée de dimensionnement s’efforce de favoriser la productivité, d’optimiser les coûts, d’améliorer la sécurité et de réduire ainsi l’instabilité dans les excavations souterraines. Il résulte de la recherche que la méthode proposée améliore efficacement la sécurité et optimise les coûts et délais du projet. La méthode ici présentée de dimensionnement global d’excavation souterraine pourrait servir d’outil technique pour dimensionner les excavations souterraines.

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modélisation

Thème

Méthodes - Techniques