Des spécialistes expliquent comment fixer le sol et les rochers pour assurer la stabilité des pentes

Les héros inconnus qui assurent la stabilité de ces structures ne sont pas seulement des merveilles d'ingénierie visibles.mais les systèmes d'ancrage géotechniques cachés - les réseaux profondément enracinés qui fournissent un soutien critique aux pentes et aux faces rocheuses.

Les systèmes d'ancrage géotechnique stabilisent les masses rocheuses en améliorant la résistance à la cisaillement interne et la résistance au glissement.qui protège les surfaces rocheuses des intempéries tout en fournissant un soutien structurel.

La stabilisation interne est réalisée par:

• Ancres rocheuses prétensionnées ou non prétensionnées:Offrir un renforcement actif ou passif
• Résines injectables:Le remplissage des fractures rocheuses pour améliorer la résistance globale
• Systèmes de drainage:Réduction de la pression de l'eau des pores pour améliorer la stabilité

En tant que composant de stabilisation interne le plus commun,les boulons rocheux sont généralement constitués de barres ou de brins d'acier de haute résistance insérés dans des trous de forage et liés à des masses rocheuses à l'aide de coulis de ciment ou de résine époxyLeur capacité de charge dépend principalement de la résistance de liaison entre le plâtre et la roche, qui est généralement inférieure à la résistance de rendement de l'acier.

Les applications vont de la fixation de blocs rocheux en vrac à la stabilisation de pentes entières affectées par des structures rocheuses.et exigences en matière de résistanceLorsqu'elles sont utilisées seules, les boulons de roche ne peuvent pas éliminer tous les risques pour la sécurité et nécessitent souvent des techniques de stabilisation complémentaires.

Les inconvénients notables incluent des coûts relativement élevés, une susceptibilité à la corrosion et de longs délais d'installation qui peuvent retarder les horaires de construction des pentes.

La stabilisation de pente utilise généralement des boulons mesurant 6 mètres de longueur et 20-50 mm (5/8 "-2") de diamètre, fabriqués à partir d'acier de haute résistance (prolongable à 30 m/100 pieds via des accouplages,bien que la pratique standard limite la longueur totale à 12 m/40 pieds).

Ces éléments actifs de renforcement, également appelés ancres de roche,sont idéaux pour les masses rocheuses instables ou les pentes nouvellement creusées où ils empêchent le mouvement le long des fractures qui pourraient réduire la résistance au cisaillementLes écrous hexagonais et les plaques de roulement répartissent les charges de traction sur la masse rocheuse.

Le procédé d'installation consiste à percer, à lier la longueur de la liaison, à insérer des éléments en acier, à les tendre et, enfin, à lier la longueur libre.Une remise en tension périodique peut s'avérer nécessaire en raison de la réduction de la charge induite par la rampe ou du mouvement des roches..

Ces éléments de renforcement passifs sont entièrement coulés et sont disponibles sous forme de clous rocheux ou de fermetures.tandis que les épingles de cisaillement stabilisent les pentes plus douces où les plans de couchage et les discontinuités dictent les surfaces de défaillance.

Les doubles sont généralement installés en grille sur des pentes nouvellement creusées ou pour supporter des blocs individuels.augmentation du frottement le long des surfaces de défaillance potentiellesLe mouvement ultérieur du bloc active la résistance à la traction de l'acier, augmentant les forces normales à travers les discontinuités.

Les avantages comprennent l'adéquation pour les roches fortement fracturées/faibles impropres au prétraitement, une installation plus rapide et des pentes plus naturelles lors de l'enlèvement des plaques.La mousse peut correspondre à la couleur de la roche environnante.

La conception repose fortement sur la cartographie de la discontinuité à partir des relevés de surface et des données de forage, car ces caractéristiques influencent de manière critique la stabilité de la pente.La présence d'eau souterraine dans les discontinuités nécessite une attention particulière lors des évaluations.

Les principaux paramètres d'évaluation sont les suivants:

• Hauteur et épaisseur de la roche nécessitant une stabilisation
• Résistance au cisaillement des surfaces de défaillance (en tenant compte du frottement, de la cohésion, des eaux souterraines et des facteurs géologiques)

Les charges de renforcement sont appliquées dans les analyses de stabilité pour atteindre les facteurs de sécurité cibles.bien que les projets de transport dépassent rarement 10 m (30 pi).

L'installation suit des motifs de grille avec un espacement uniforme des boulons pour améliorer la stabilité globale, en particulier pour les roches altérées ou fracturées.Les ingénieurs identifient souvent les "blocs clés" et conçoivent les motifs de boulons en conséquence., réduisant les besoins totaux de renforcement grâce à un placement stratégique.

Les plaques de roulement et les écrous hexagonales répartissent les charges sur les surfaces rocheuses, avec des rondelles bissules utilisées pour les installations en angle.d'une hauteur n'excédant pas 10 mm.

Les procédures de mise en terre varient:

• Processus en deux étapes:La coulée initiale de la longueur de la liaison, suivie de la coulée de tension et de la coulée de longueur libre
• Alternative en une seule étape:Utilisation d'un produit à fixation rapide pour la longueur de la liaison et d'une coulée à fixation lente pour la longueur libre
• Pour les pièces détachées:Généralement, on utilise une seule étape de coulée de ciment ou d'injection de résine

La résine de polyester est populaire pour des applications temporaires en raison des temps de durcissement réglables et de la facilité d'application,alors que le plâtre de ciment convient aux installations permanentes dans des environnements corrosifs malgré un durcissement plus lent.

Depuis les années 60, les résines injectables et les époxy ont stabilisé les mines de charbon souterraines et divers projets géotechniques.Ces matériaux imprègnent les fractures et les discontinuités.Les roches ou les cavités fortement fracturées peuvent nécessiter un matériel excessif, ce qui affecte les coûts du projet (ouverture minimale de 2 mm/1/16 " recommandée pour un débit correct).

Lorsqu'elle est appliquée de manière appropriée, l'injection de résine fournit une stabilisation efficace avec un impact visuel et une maintenance minimaux.

La sélection du produit dépend principalement de la présence d'eau dans les fractures:

Les meilleures pratiques d'installation comprennent:

• 2.5 à 5 m (8 à 16 pieds) d'espacement entre les trous
• Forage perpendiculaire aux principales discontinuités
• Construction en saison sèche lorsque cela est possible
• Séquence d'injection de bas en haut
• Pompage par étapes avec périodes d'observation
• Surveillance de la pression inférieure à 250 psi

Un projet d'autoroute du Colorado a réussi à stabiliser 80m2 (850ft2) de pente de gneiss près d'un portail de tunnel en utilisant l'injection PUR. Seize trous de 38 mm (1,5 ") de diamètre à 3-3.5m (10-12ft) profondeurs ont reçu 200-700lbs de résine chacunLa résine a émergé des fractures de surface à 1,5 m des points d'injection, sans incidents de roches pendant ou après l'installation.

Les systèmes d'ancrage géotechnique servent de garanties essentielles pour la stabilité de la pente et la sécurité de l'ingénierie.Ces systèmes offrent des performances maximalesLes applications pratiques nécessitent une prise en considération complète des conditions géologiques, des facteurs hydrologiques, des exigences techniques,Les restrictions économiques pour assurer la stabilité et la sécurité à long terme.