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Géologie chap. 22 Flashcards

1
Q

Quels sont les champs d’activité de la géologie de l’ingénieur?

A

Caractérisation et quantification des propriétés du roc comme matériaux et des massifs rocheux pour prédire et prévenir les risques géologiques.

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Q

Qu’est-ce qu’un massif rocheux?

A

Volume de roche en place (partie superficielle de la croute terrestre) présentant diverses structures géologiques qui le rendent hétérogène.

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3
Q

Qu’est-ce qu’une roche intacte?

A

Roche qui se trouve entre les diaclases dans un massif rocheux dont les propriétés mécaniques dépendent non pas des structures géologiques mais de la minéralogie, de la texture, de la porosité et des microfissures.

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4
Q

Qu’est-ce qu’une diaclase?

A

Fracture sans déplacement relatif des deux blocs qui se répète systématiquement dans le massif rocheux.

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5
Q

Quelle est l’unité du système de classification des massifs rocheux?

A

cote RMR

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6
Q

Quelle est l’utilité du système de classification des massifs rocheux?

A

Elle permet de quantifier la qualité du massif rocheux et son comportement à partir d’observations et de mesures de caractéristiques simples. On peut ensuite comparer la qualité de différents massifs rocheux.

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7
Q

Quels sont les éléments pouvant affecter les travaux d’excavation d’un massif rocheux?

A
  • qualité du massif rocheux (nombre et orientation des familles de discontinuités, espacement, persistance)
  • contraintes in situ
  • densité de la roche
  • dureté de la roche
  • conditions hydrogéologiques
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8
Q

Quel type de roche représente les carottes de forage?

A

Roche intacte

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9
Q

Quelle est la première étape de tous projets géotechniques?

A

La reconnaissance de site

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10
Q

Quels sont les objectifs de la reconnaissance de site? Qu’est-ce qu’on détermine?

A
  • déterminer la nature, l’épaisseur et la séquence des couches de sol
  • déterminer la profondeur du massif rocheux, sa qualité
  • déterminer les propriétés physiques et mécaniques du sol/roc
  • connaître les conditions hydrogéologiques
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11
Q

Quels sont les facteurs de succès d’une étude géotechnique?

A
  • connaissance de précédents
  • connaissance géologique
  • connaissance de la mécaniques des sols et des roches
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12
Q

Quels sont les éléments du programme de reconnaissance de site?

A
  • enquête préliminaire
  • documentation
  • relevés de surface, essais in situ et de laboratoire
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13
Q

Nommer des exemples de documentation qu’on peut obtenir.

A
  • cartes topographiques
  • cartes hydrogéologiques
  • photographies aériennes
  • cartes géologiques
  • rapports, études et articles traitant du site/région
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14
Q

Quelles sont les informations tirées d’une carte topographique?

A

hydrographie, végétation, reliefs, éléments construits par l’homme, présence de carrières/sablières

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15
Q

Quelles sont les informations tirées d’une carte géologique?

A

nature de la roche, pendage des couches, schistosité, affleurements, failles, dykes, présence de carrières/sablières

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16
Q

Que veulent dire une ligne pleine et une ligne pointillée sur une carte géologique?

A

Faille observée vs faille supposée

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17
Q

Une flèche indique quoi sur une carte géologique?

A

Direction du pendage

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18
Q

Quelles informations peut-on tirer d’une carte d’aptitude géotechnique?

A
  • nature et épaisseur des dépôts de surface
  • profondeur du roc
  • zones à risque
  • appréciation de la capacité portante et propriétés mécaniques du sol
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19
Q

Quelles informations peut-on tirer d’une carte hydrogéologique?

A
  • profondeur de la nappe
  • écoulement de l’eau et gradients
  • localisation des puits et sources
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20
Q

Quelles informations peut-on tirer d’une photographie aérienne?

A

topographie, drainage, végétation, géomorphologie, érosion, structures, type de sol, localisation des mouvements de terrain, repérer sources granulats

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21
Q

Quels sont les deux types de relevés en profondeur?

A
  • non destructif : géophysique

- destructif: sondage, tranchée et forage

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22
Q

Quelle est la définition de la méthode géophysique?

A

met à profit les caractéristiques physiques des matériaux, développée originalement pour la prospection minière et pétrolière

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23
Q

Quelles sont les deux possibilités dans la méthode géophysique?

A
  • caractérisation de matériaux (porosité)
  • localisation, cartographie (fissures, cavités, interfaces, infiltrations) repose sur les contrastes des propriétés physiques
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24
Q

Quels sont les avantages de la géophysique sur les forages?

A
  • non destructif
  • moins cher
  • plus rapide
  • couverture plus grande
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25
Q

En quoi consiste la méthode sismique en géophysique?

A

Consiste è envoyer des ondes sismiques dans le matériau étudié et à enregistrer les temps d’arrivée des ondes (par réfraction ou réflexion)

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26
Q

Dans quel cas particulier le rayon réfracté arrive avant le rayon reflété?

A

Si le géophone est assez loin

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27
Q

Comment fonctionne la méthode sismique en réfraction?

A

Elle étudie l’arrivée des ondes primaires directes et indirectes et repose sur le contraste de vitesse entre deux milieu.

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28
Q

La réfraction sismique est idéale pour déterminer:

A

épaisseur des couches, profondeur du roc, de la nappe phréatique et des structures géologiques

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29
Q

Quelles est la mise en oeuvre de la réfraction sismique?

A

série de géophone placés à des distances régulières, envoie d’un signal sismique et recueil des temps d’arrivée

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30
Q

Dans quel cas il est impossible d’utiliser la méthode de réfraction?

A

La vitesse du milieu 2 est inférieure à la vitesse du milieu 1

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31
Q

La résolution des données en réfraction dépend de:

A

la puissance de la source émettrice et la distance entre les géophone

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32
Q

Dans quels cas utilise-t-on la réflexion sismique?

A

Grande profondeur d’investigation. Pour détecter des couches de vitesses plus lente sous des couches plus rapides. (peu utilisée en génie civil)

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33
Q

En quoi consiste la méthode de résistivité électrique en géophysique?

A

Envoyer un courant dans un matériau et mesurer la résistance à la propagation de ce courant, les contrastes des propriétés électriques permettent de fournir une information pertinente

34
Q

Pour la méthode de la résistivité électrique, la résolution et la profondeur d’investigation dépendent de:

A

la puissance de la source émettrice et la distance entre les électrodes

35
Q

Qu’est-ce qui influence la résistivité?

A

Le type de matériau, la porosité, le degré de saturation, le type et la concentration d’électrolytes

36
Q

Pourquoi utilise-t-on la méthode de résistivité électrique?

A
  • détection d’éléments conducteurs : conduites, intrusion magmatique métallifère
  • détection d’éléments non conducteurs: cavités, délamination
  • profondeur du roc ou de la nappe
  • détection structures géologiques
  • détection d’infiltrations ou fuites d’eau
37
Q

Quelles sont les limites de la méthode de résistivité électrique?

A

interprétation complexe, profondeur d’investigation max de 1 km, fortement affecté par variations thermiques et d’humidité

38
Q

Comment fonctionne un géoradar?

A

Envois une onde électro-magnétique dans le sol ou la structure auscultée et à en étudier le signal de retour. Le contraste des propriétés diélectriques sont mis à l’évidence.

39
Q

La profondeur d’investigation et la résolution d’un géoradar dépendent de :

A

la fréquence de l’onde envoyée (plus la fréquence augmente, plus la résolution augmente, mais la profondeur diminue)

40
Q

Quelles sont les principales applications des géoradars?

A

profondeur de la nappe phréatique, mesure de la densité de faille et de fissure, détection de cavités, mesure de l’épaisseur de la glace

41
Q

Quels sont les avantages et les limites des géoradars?

A

Avantages: facile à utiliser, rapide, profil en continu, détection de défauts
Limites: sensible à l’humidité, profondeur d’investigation limitée, traitement et interprétation des données parfois complexes

42
Q

À quoi servent les forages?

A

récupérer des échantillons ou pour faire des essais pour évaluer les propriétés du sol ou du massif

43
Q

Quels sont les avantages des géocaméras?

A
  • produit une image précise de la paroi,
  • permet de voir la géologie en place selon les couches en remontant la caméra,
  • permet d’indexer les plans de fissuration
44
Q

Qu’est ce-que l’essai Lugeon?

A

essai de perméabilité à l’eau qui consiste à mesure l’absorption d’eau par les parois du forage sur une distance donnée. La distance d’injection d’eau est délimitée par deux obturateurs gonflés à l’azote comprimé.

45
Q

À quoi sert un pressiomètre?

A

Faire des essais de chargement l’aide d’une sonde cylindrique dilatable radialement qu’on descend dans un forage. Les déplacements de la paroi sont enregistrés pour chacune des pressions en fonction du temps. SOLS SEULEMENT

46
Q

Les essais effectués avec un pressiomètre permettent de déterminer:

A

Le module de Young (E), la pression limite qui caractérise la résistance de rupture du sol, et la pression de fluage

47
Q

À quoi servent les dilatomètres?

A

Mesurer les déformations du ROCHER. (ressemble au pressiomètre)

48
Q

Qu’est -ce que l’essai de pénétration standard (SPT)?

A

enfoncement par battage d’un tube ouvert dans le sol pour mesurer la résistance à la pénétration. Le nombre de coup pour 150 mm doit être noté.

49
Q

Quels sont les avantages et les limites de la pénétration standard?

A

avantages: rapide, peu couteux
limites: mesures très ponctuelles, peu précises, fonctionne surtout sur les granulats

50
Q

Qu’est-ce qu’un essais au pénétromètre?

A

exécuté avec une pointe conique qui pénètre le sol à vitesse constante, les forces sur la pointe et le manchon sont mesurées

51
Q

Qu’est-ce qu’un essais au piézocône?

A

mesure la pression interstitielle en fonction du temps en plus des forces sur la pointe et le manchon

52
Q

Qu’est-ce que l’essai scissométrique?

A

une tige métallique avec des pales à son extrémité est enfoncée dans le sol et mise en rotation. Rupture du sol progressive

53
Q

Que permet de mesurer l’essai scissométrique?

A

mesure la résistance au cisaillement non drainée de l’argile

54
Q

Avec quoi réalise-t-on une tranchée?

A

avec une rétrocaveuse

55
Q

Quels sont les avantages des tranchées et leur limites?

A

avantages: peu coûteux, rapide, permet de voir la stratigraphie et de prélever de gros échantillons
limites: rarement plus profonde que 3m

56
Q

Quels sont les deux outils d’échantillonnage des sols?

A
  • cuillère fendue : échantillons plus ou moins remaniés

- tarière : pour de faible profondeur d’échantillonage, matériaux remaniés

57
Q

À quoi servent les forages du rocher?

A
  • Forages destructifs pour localisation du rocher, perçage pour installer un piézomètre.
  • Prélever des échantillons (coupe stratigraphique) pour faire des mesures
58
Q

Quels sont les avantages des forages sur la géophysique?

A
  • on voit la structure en détail
  • essais mécaniques et physique sur l’échantillon
  • utiliser le trou pour placer instruments
59
Q

Quel est le désavantage des forages?

A

zone investiguée ponctuelle

60
Q

Comment calcule-t-on la récupération?

A

Longueur récupérée/course totale

61
Q

Comment calcule-t-on le RQD?

A

Somme de tous les bouts de plus de 10 cm de longueur divisé par la course totale

62
Q

Que retrouve-t-on dans un rapport de forage?

A

localisation, diamètre du carrotier, niveau d’eau dans le trou, RQD, % de récupération, présence de diaclases/fractures, essais réalisés, description de la carotte

63
Q

De quoi dépendent les propriétés mécaniques des roches?

A

minéralogie, densité (donc porosité), texture et structure

64
Q

Vrai ou faux. Le massif rocheux a toujours des propriétés mécaniques plus faible que la roche testée en laboratoire.

A

Vrai

65
Q

Quelles sont les propriétés mécaniques de la roche intacte?

A
  • rigide (se déforme peu) au comportement fragile (pas d’élasticité)
  • bonne résistance à la compression mais faible en traction
66
Q

Pour savoir s’il y a du tassement quelle propriété faut-il connaître?

A

module d’Young (élasticité)

67
Q

Quelles sont les caractéristiques dont on a besoin lors de la conception qui sont obtenus par échantillonnage?

A
  • densité
  • résistance à la compression
  • module d’élasticité, coefficient de Poisson
  • résistance à la traction
  • résistance au cisaillement
68
Q

Lors de la construction d’un tunnel, de quelles caractéristiques avons-nous besoin?

A
  • densité (pour contrainte verticale)
  • résistance à la compression
  • coefficient de Poisson
  • résistance à la traction
  • résistance au cisaillement
69
Q

Comment peut-on évaluer le comportement mécanique des discontinuités?

A

Essais de cisaillement avec contrainte normale imposée

70
Q

Par quoi sont influencées les valeurs des propriétés mécaniques déterminées en labo?

A

orientation de l’échantillon, dimension de l’échantillon, degré d’humidité ou teneur en eau

71
Q

Les propriétés mécaniques d’un massif rocheux dépendent principalement de :

A
  • la nature des roches
  • son degré d’altération
  • des conditions hydrauliques
  • son état de fracturation
72
Q

Quels sont les origines possibles des discontinuités?

A

contraintes tectoniques, gel/dégel, relâchement post-glaciaire, stratification, foliation, contraintes de refroidissement

73
Q

Pour quelles raisons le relevé des discontinuités constitue une opération importante lors de la conception?

A

elles réduisent la résistance du rocher et sa capacité portante, permettent l’infiltration d’eau, constituent des plans préférentiels de glissement

74
Q

Qu’est-ce que la persistance des diaclases?

A

continuité des diaclases dans le massif

75
Q

Qu’est-ce que la rugosité des diaclases?

A

irrégularité du plan

76
Q

Qu’est-ce que le remplissage des diaclases?

A

présence de roche broyée ou d’argile dans l’ouverture

77
Q

Les tassements sont rares lorsqu’on construit sur le rocher, mais ils peuvent survenir si:

A
  • conception des fondations déficiente

- rocher composé de roches ayant un module élastique très faible

78
Q

Quels sont les 4 modes de rupture du rocher?

A
  1. Rupture en cisaillement : charges transmises plus grande que capacité du rocher
  2. Compaction : roche poreuse, argile, zone de remplissage, charges transmises très importantes
  3. Effondrement: au dessus des karsts, tunnel, mine, rupture en cisaillement ou flexion
  4. Glissement: fortes pentes
79
Q

Quelles sont les techniques de l’amélioration du rocher?

A
  • enlèvement du mauvais roc : mauvais roc en surface, facilement excavable
  • injection de coulis: remplir fissures pour consolider le massif, réduire sa perméabilité
80
Q

De quoi dépend l’efficacité de l’injection de coulis?

A

type de coulis, méthode d’injection, perméabilité du roc et degré de fissuration du massif

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