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Géologie de l'ingénieur > Intra 2 > Flashcards

Intra 2 Flashcards

1
Q

Nappe phréatique

A

Partie d’un sol saturé en eau. tout les vides sont comblé. Les puits de surface s’y alimente. L’eau souterraine y circulent.
- Quand il pleut, le niveau de la nappe augment car l’eau s’y accumule plus vite qu’elle ne s’écoule.
- Au printemps et à l’automne, le niveau des nappe augmente car il y a plus d’eau (+ pluie et fonte des neiges).

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2
Q

Niveau phréatique

A

limite entre le sol saturé et le sol non saturé. surface de la nappe phréatique.

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3
Q

Aquitard

A

Formation géologique contenant une quantité d’eau non négligeable mais qui ne peut être extraite de façon rentable.

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4
Q

Aquiclude

A

Formation géologique remplie d’eau mais de très faible perméabilité donc incapable de transmettre une quantité significative d’eau. Barrière régionale aux écoulement.

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5
Q

Perméabilité

A

Facilité avec laquelle l’eau circule à travers des matériaux poreux. (concept)

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6
Q

Conductivité hydraulique

A

Mesure qui dépend du degré de saturation et propriétés du milieu poreux ou à lieu l’écoulement et des propriétés du fluide qui s’écoule (viscosité, densité).

-Dans les massif rocheux, la conductivité hydraulique est influencé par les fractures dans la roche. Plus il y a de fracture, plus l’eau peut circuler donc, plus la conductivité hydraulique est élevée.

  • La conductivité hydraulique d’un aquifère (k) est déterminer par un essai de pompage.
    k<10^-8 = milieu imperméable (ex argile)
    k>10^-2 = milieu perméable (ex gravier)
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7
Q

Comment déterminer la conductivité hydraulique d’un aquifère (k)

A

Par un essai de pompage.
L’eau d’un puits est pompé à un certain débit pour vider une partie de la nappe phréatique jusqu’à ce qu’un rabattement de la nappe en forme de cône surviennent. on mesure se rabattement dans le puits ou la pompe est installer et dans un autre puits à proximité afin de mesuré la perte du niveau phréatique en fonction des heures. cela permet de déterminer la conductivité hydraulique.

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8
Q

Le shale et le grès sont perméable ou imperméable ?

A

Le shale est imperméable donc l’eau ruisselle dessus ou dessous. si la nappe est sous le shale, est est protéger des contaminant car il ne peuvent pas passer au travers du shale.

Le grès est une roche poreuse (3 à 10%) donc perméable. l’eau peut s’y infiltrer

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9
Q

Conductivité hydraulique de l’argile, du sable fin, du sable argileux, du sable grossier et du gravier

A

-Argile = 10^-7 à 10^-9 cm/s
-Sable fin = 10^-3 à 10^-5 cm/s
-Sable argileux = 10^-5 à 10^-7 cm/s
-Sable grossier = 10^-1 à 10^-3 cm/s
-Gravier = 1 à 10^-2 cm/s

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10
Q

Porosité

A
  • Rapport volume des vides/volume total (%)
  • Une formation géologique doit être poreuse pour contenir de l’eau.
  • La porosité des roches est inférieur à celle du sable.
  • La porosité dépend de la taille, la forme, l’arrangement et la distribution des grains. ainsi que de la porosité des grains et du degré de cimentation.
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11
Q

Milieux trop poreux, rétention capillaire

A

Font de mauvais aquifère. l’argile par exemple à une porosité de 40 à 70% mais, elle est imperméable due à la rétention capillaire. Les flocons d’argile sont tellement fin que les molécules d’eau ne peuvent pas s’écouler donc, elles restent collées aux particules d’argile.

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12
Q

Surface libre

A

Surface à laquelle la pression de l’eau est égale à la pression atmosphérique. Niveau auquel ce stabilise l’eau dans un puits de surface.

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13
Q

Piézomètre

A

Permet de mesurer la pression d’eau (Pz) à un point (Zp).
Pz = 1000kg/m³ x Zp (m)
Zp est la distance en m entre le niveau phréatique et le point voulue.

Permet également de tracer des courbes équipotentielles à partir des pressions d’eau calculé.

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14
Q

Condition d’eau dans un sol

A

Non saturé : Composé de la zone de transition (domaine de l’eau de rétention, eau maintenue à la surface par force d’attraction) et la zone d’évapotranspiration (situé juste sous la surface du sol, l’eau est en partie aspiré par les végétaux (transpiration) et en partie évaporée).

Frange capillaire : entre la zone saturé et la zone non saturé. commence à la surface libre. l’eau est maintenues dans les pores par force capillaire.
- Faible épaisseur pour les gravier car gros grains = faible force capillaire
- Grande épaisseur pour les tills et argiles car particule fine = grande force capillaire.

Saturé : Tout les vides sont remplies d’eau (nappe phréatique). Dominer par l’eau gravitaire donc, l’eau qui c’est infiltrée dans le sol par gravité. approvisionne les puits de surface.
Pression de l’eau est > Patm

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15
Q

Aquifère

A

Formation géologique dans laquelle il y a de l’eau qu’on peut puiser.

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16
Q

Trois types d’aquifère

A

1- Aquifère captif
Formé d’une couche perméable (sable, gravier) entre deux couches imperméables (shale, roc,…). L’eau accumulé dans la couche perméable est protégé des contaminants puisqu’ils ne peuvent pas passer au travers la couche imperméable.

2- Aquifère libre régionale
Formé d’une couche perméable au dessus d’une couche imperméable. Le niveau de l’eau varie en fonction de l’infiltration.

3- Aquifère perché
Formé au dessus d’une nappe libre. Liée aux conditions météorologiques.

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17
Q

Aquifère captif

A

Formé d’une couche perméable (sable, gravier) entre deux couches imperméables (shale, roc,…). L’eau accumulé dans la couche perméable est protégé des contaminants puisqu’ils ne peuvent pas passer au travers la couche imperméable.

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18
Q

Aquifère libre régionale

A

Formé d’une couche perméable au dessus d’une couche imperméable. Le niveau de l’eau varie en fonction de l’infiltration.

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19
Q

Aquifère perché

A

Formé au dessus d’une nappe libre. Liée aux conditions météorologiques.

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20
Q

Types de mouvement de terrain

A

1- chute de blocs et effondrement rocheux

2- solifluxion (gélifluxion)

3- glissement de terrain

4- coulées

5- affaissement et effondrement

21
Q

Chute de blocs et écroulement rocheux
C’est quoi, causes, où, mesure de protection

A

Blocs de roc prédécoupé/fracturé/fissuré qui se détache de la parois par gravité.

Dans les massifs composé de roches sédimentaires bien lité (plan de litage) comme le grès, le calcaire et le schiste.
Aussi dans les roches métamorphiques aux faciès schisteux (folliés).
Les falaises frappées par les vagues sont sujettes au écroulement rocheux.

causé par des pressions hydraulique, formation de glace dans les fissures.
tot au printemps (fonte neige) et tard en automne (pluie et gel-degel)

Mesure de protection :
grillage pour empecher les petite roche de tombé, fossé plus large, encrage pour maintenir les blocs de roc en place.

22
Q

Puits de surface et puits artésien

A

Puits de surface : Prend l’eau dans les nappe phréatique

Puits artésien : Exploite l’aquifère captif

22
Q

Puits artésien jaillissant

A

Si la surface du terrain où est foré le puits se situe à une altitude sous la surface piézométrique.

23
Q

Gradient hydraulique (i)

A

i = difference de hauteur (m) / L
i = difference de pression (Pa) / L (m)

24
Q

Loi de Darcy

A

Permet de mesurer un débit d’écoulement dans un milieu poreux

Q = KAi
K = constante de conductivité hydraulique
A = aire de la surface traversé par le fluide
i = gradient hydraulique

25
Q

Qu’est-ce qui permet un écoulement

A

La perméabilité du milieu poreux
Le gradient hydraulique

26
Q

Le granite est-t-il un bon aquifère ?

A

non, il est imperméable

27
Q

Teneur en eau

A

Masse d’eau / masse solide des grains

28
Q

Coefficient de saturation

A

% de volume des vides occupés par l’eau

29
Q

Niveau d’eau dans un puits qui s’alimente dans un aquifère captif et donc la surface se trouve au dessus du niveau piézométrique

A

L’eau est au niveau piézométrique qui est la courbe partant de la surface libre de l’aquifère captif

30
Q

Niveau d’eau dans un puits qui s’alimente dans un aquifère libre régional

A

L’eau est au niveau que le niveau dans l’aquifère libre régional

31
Q

Solifluxion

A

Mouvement lent horizontal d’une masse de sol saturée en eau donc ayant perdue sa cohésion.

Survient dans les terrains silteux ayant une pente de 5 à 20 degré
Survient dans le pergélisol (gélifluxion)

après un dégel ou une forte pluie, la couche superficielle du sol (qui dégel en été) se gorge d’eau alors elle perd sa cohésion et se met à glisser lentement sur la couche sous-jacente qui est gelé en permanence jusqu’au prochain gel. Les 2 couches on des comportements différent.

32
Q

Coulées (types, où, quoi)

A

quoi : Le sol est complétement fluidifié causant une masse de matériaux en mouvement horizontal.

où : dans tout les types de matériaux ± cohésifs comme l’argile, le sable et le till. Les coulées les plus fréquente et dévastatrice sont portée par l’eau (ou la neige).

Type de coulées :
- Coulées de débris
Mélange d’eau (neige et glace) et de matériaux grossier se déplaçant rapidement. survient dans les régions de haute montagne. l’eau mobilise les matériaux rocheux accumulés au pied des versant abrute. après de forte pluie. l’absence de végétation facilite l’action de l’eau.

  • Coulées argileuses
    Dépôts d’argiles marine postglacière qui se liquéfie due à un remaniment ce qui crée des coulées. Région recouverte d’argile postglacière (vallée du st-laurent, sagueney-lac-st-jean). A la suite d’un glissement rotationnelle, succession rapide de rupture ou le sol qui glisse se remanie presque à l’état liquide.
  • Coulées de sable
    Dans le sable sec : causé par l’érosion en bas de talus)
    Dans le sable humide : Causé par l’augmentation des pressions hydraulique et l’érosion du à l’eau souterraine. peuvent survenir très vite et emporter beaucoup de matériaux.
33
Q

Affaissement et effondrement (quoi, facteurs à l’origine, impact génie civil)

A
  • Mouvement vertical
  • Facteurs à l’origine des mouvement vertical :
    Facteur géologique : volcanisme, mvt tectonique (faille et plis), séisme, dissolution chimique, canalisation des eau souterraine, dégel du pergélisol
    Facteurs anthropiques (humain) : Extraction des fluides (eau, gaz, pétrol), mines, carrières souterraine, travaux de drainage (abaisse la nappe phréatique), surcharge (édifice, barrage)
  • mauvaise stabilité des ouvrages et bâtiments, construction au bord d’un affaissement subit une inclinaison différentielle qui entraine une dislocation des fondations.
34
Q

Affaissement VS effondrement

A

Affaissement : mouvement lent, progressif, forme une depression topographique sans rupture apparente. empleur régional. causé par des facteurs géologiques : séisme, éruption volcanique, construction élevé sur un terrain compressible, pompage des fluides.
Ex : Intense exploitation d’un aquifère captif constitué de sable et gravier non compacté, confiné entre un argile silteux. l’augmentation des contrainte effectives dans les couche imperméable cause leur tassement.

Effondrement : mouvement brutal, forme une depression aux bords verticaux.
cause naturel = grotte karstique résultant de la dissolution des roches solubles en profondeur puis le toit finis par s’effondrer.
cause humaine = carrières et mines souterraine
Ex : Infiltration d’eau dans une cavité, les carbonates dans l’eau dissolvent la roche du toit créant une fissure par laquelle les matériaux au dessus vont s’infiltrer jusqu’à l’effondrement.

35
Q

Glissement de terrains (quoi, où, causes)

A

quoi : Mouvement horizontal, masse qui glisse le long d’un plan de glissement. Le sol en mouvement reste solide (ne se liquéfie pas).

où : Basse terre du Saint-Laurent, Saguenay

Causes : survient quand contrainte en cisaillement > résistance en cisaillement du sol
Augmentation de la contrainte de cisaillement causé par :
-Perte de retenue du sol (érosion, excavation en bas de talus)
-Surcharge en haut de talus (neige, accumulation, construction)
-Pression d’eau dans les fissures, pression du à la formation de glace (cycle gel-dégel)
-séisme
Diminution de la résistance en cisaillement causé par : (survient à long terme)
-Pression hydraulique
-Altération de la roche le long du plan de glissement (eau qui circule dans les fissure et dissous la roche avec le temps)
-Réduction progressive de la rugosité de la roche

36
Q

Types de glissement de terrain

A

1) Glissement rotationnel
-Survient dans les milieux homogène et isotrope (sans discontinuité structurale apparente) donc peut se produire dans les massifs rocheux et dans les sols.
-Surface de rupture le long d’un arc ± circulaire
-Peut de remaniement
-à l’origine des coulées argileuses

2) Glissement plan
-Translation sur une surface de cisaillement plane
-Survient dans les massifs aux pentes abrute comme dans l’ouest canadien et dans les sol en sédiments marins postglaciaires
- causé par la géologie du massif (stratification, faille, diaclase, schistosité) et par un déclencheur (gel-dégel, séisme)
-Protection : encrage, injection de coulis de ciment

3) Glissement pelliculaire (avalanche de débris)
- Détachement des couches végétales et couches de débris qui recouvrent la roche mère. Emporte une grande quantité de matériaux très rapidement.
- Survient sur les versants à pente raide ( >35 degré)
- Causé par la saturation en eau des débris de la partie supérieur du versant. Rupture des force de cohésion donc les matériaux glissent brusquement et rapidement.

4) Glissement par étalement latéral
- Masse de sol argileux au sommet de la surface se rompe en forme de prisme en mouvement. l’argile n’est pas complétement liquéfié.
- Masse de sol se disloque le long d’une surface de rupture subhorizontale sur une grande superficie
- dans les sols argileux, la surface de rupture se développe quand la partie altérée et fissurée de la surface (croute argileuse) repose sur une couche de sol intacte.
-La croute argileuse est plus perméable et à des propriétés différentes de la couche intacte. Le contraste des propriétés forme la surface de rupture qui est pratiquement plane et parallèle à la pente du talus

37
Q

Glissement rotationnel

A

-Survient dans les milieux homogène et isotrope (sans discontinuité structurale apparente) donc peut se produire dans les massifs rocheux et dans les sols.
-Surface de rupture le long d’un arc ± circulaire
-Peut de remaniement
-à l’origine des coulées argileuses

38
Q

Glissement plan

A

-Translation sur une surface de cisaillement plane
-Survient dans les massifs aux pentes abrute comme dans l’ouest canadien et dans les sol en sédiments marins postglaciaires
- causé par la géologie du massif (stratification, faille, diaclase, schistosité) et par un déclencheur (gel-dégel, séisme)
-Protection : encrage, injection de coulis de ciment

39
Q

Glissement pelliculaire (avalanche de débris)

A
  • Détachement des couches végétales et couches de débris qui recouvrent la roche mère. Emporte une grande quantité de matériaux très rapidement.
  • Survient sur les versants à pente raide ( >35 degré)
  • Causé par la saturation en eau des débris de la partie supérieur du versant. Rupture des force de cohésion donc les matériaux glissent brusquement et rapidement.
40
Q

Glissement par étalement latéral

A
  • Masse de sol argileux au sommet de la surface se rompe en forme de prisme en mouvement. l’argile n’est pas complétement liquéfié.
  • Masse de sol se disloque le long d’une surface de rupture subhorizontale sur une grande superficie
  • dans les sols argileux, la surface de rupture se développe quand la partie altérée et fissurée de la surface (croute argileuse) repose sur une couche de sol intacte.
    -La croute argileuse est plus perméable et à des propriétés différentes de la couche intacte. Le contraste des propriétés forme la surface de rupture qui est pratiquement plane et parallèle à la pente du talus
41
Q

Principaux facteurs causant les glissements et mouvements de terrains

A

2 paramètres : Instabilité de la masse (cause intrinsèque) et évènement déclencheur (cause extrinsèque)

Causes intrinsèques (propre à la roche) :
-composition et texture, matériaux peut résistant aux déformation (argiles sensible, shale, dépôts organique)
-géologie structurale (structure), faille, schistosité, litage, pendage vers le bas de la pente
-couches au propriété différente, solifluxion, glissement par étalement latéral, avalanche de débris
-altération, perte de résistance, érosion

Causes extrinsèques (déclencheur) :
GRADUELS
-pression hydraulique (eau dans fissure gèle et gonfle) = chute, solifluxion, avalanche de débris
-enlèvement du support latéral (érosion, excavation)
-surcharge en haut de talus (construction, accumulation)
PONCTUELS
-séisme, vibration (liquéfie argile, coulées, étalement latéral, glissement plan)
-surcharge en haut de talus (neige)

42
Q

Méthodes de protection et de correction

A

Mesures préventive (réduire ou empêcher le 1er mouvement)
- pas modifier le drainage naturel de surface (rivière, pente)
- éviter surcharge en haut de talus
- Contrepoids en bas de talus (protège contre l’érosion et maintient le versant en place)
- Éviter zones sismique intense
- Contrôler l’érosion superficielle de talus (engazonnement, reboisement, géotextile)
- empêcher l’érosion en bas de talus

Mesures de correction (change la structure en place)
- Réduire la pente (excavation par bancs) ou faire du terrassement avant construction
- Drainer adéquatement pour réduite les pression hydraulique (eau souterraine) (rabattre la nappe phréatique)
- Consolidation du talus (injection de ciment, dynamitage pour faire tombé le roc instable,…)
- grillage (empêcher les petit blocs de tombé)
- fossé plus large (capté les bloc tombé)
- ancrage (maintenir les blocs rocheux en place)
- muret de béton (protection contre l’érosion et contrepoids en bas de talus)

43
Q

Comment déterminer la/les méthodes de protection à utilisé et valider qu’elles fonctionnent ?

A

Pour déterminer on fait des investigations et analyses
- relevé structuraux (pendage, schistosité, diaclase)
- visite terrain (arbre pencher peut indiquer du mvt)
-photos aérienne
- étude géotechnique du sol en place
-étude hydrogéologique

Prend la méthode la moins cher

pour faire le suivie, on peut faire
- des relevé topographique
- mesurer l’inclinaison d’un forage
-*** vérifier si il a du mouvement

44
Q

Argile sensible

A

Lorsqu’il se sont déposé au font de mer postglaciaire, les flocons d’argiles ont pris une structure en château de carte parce que les cations (Na+) de l’eau de mer on augmenter la cohésion entre les feuillet d’argiles. c’est couches de matériaux marins recouvre aujourd’hui des régions comme le Saguenay et lorsque l’eau douce s’infiltre dans leur structure, elle dissous les Na+ donc les force de répulsion entre les flocons d’argile augmente rendant le matériaux instable et se liquéfie au moindre remaniement.
Les agents dispersant comme les composé organique et inorganique détruise les liaisons entre les feuillets les rendant instable.
Les minéraux primaires comme le quartz et le feldspath sont retenue par des forces de Van Der Wall donc un moindre remaniement rompt ces faibles liens et une coulées peut survenir

45
Q

Mesure de la sensibilité de l’argile (S)

A

S = Su / St
Su = résistance au cisaillement argile intacte
St = résistance au cisaillement de l’Argile remanier

S < 10 = argile non sensible
S > 32 = argile sensible
S > 64 = argile hypersensible

46
Q

Force agissant sur un bloc de roche en glissement plan

A

Forces stabilisatrices : retiennent le bloc, s’oppose au mvt
- Force de frottement (F), parallèle à la pente et opposé au mvt. F = (N - u)tan fi (fi est l’angle de friction associé a F)
- N est la force normal, N = w cos (alpha) ou alpha = angle d’inclinaison et w le poids propre du bloc (w = mg)
- u est la force hydraulique normale
- Cohésion (c), parallèle à la pente et opposé au mvt (souvent donné en KPa, doit être multiplier à l’air d’une surface du bloc pour avoir la force (N))

Forces motrices : cherche à faire glisser le bloc
- Force tangentielle (D = w sin (alpha))
- si u est tangentielle, elle est une force motrice

47
Q

Facteur de sécurité

A

Fs = somme force stabilisatrice / somme force motrice

Fs < 1 = instable
Fs >= 1 = stable

Géologie de l'ingénieur (3 decks)

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