Contribution to rock fall hazard evaluation (failure)
Contribution à l'évaluation de l'aléa éboulement rocheux (rupture)
Résumé
The detection of prospective rock falls and the evaluation of their probability of failure for a given period are a key stage in rock fall hazard assessment.
25 rock falls (25-30 000 m3) occurred in French Subalpine Ranges have been described in details. Typical failure configurations have been identified and can be used for the detection of prospective rock falls. From a statistical analysis of 51 rock falls, we have shown that freeze-thaw cycles represent the main triggering factor.
Back analyses realised with limit equilibrium method and distinct element method have shown that the presence and the extension of rock bridges considerably influence the stability and must be taken into account in hazard evaluation. The cohesion of rock bridges determined by laboratory tests on intact rock specimens must be divided by 3 to account for the analysed failures.
Presently, the evaluation of the failure probability as a function of time is only based on expert judgement. We have proposed and tested different models to assess time to failure, for different processes. Parameter values for sub-critical crack propagation models have been estimated by historic back analyses, using an erosion model to estimate the expectancy of life of rock masses. Laboratory tests are needed for a better estimation. Dissolution rates under rainfall are too small to explain the decrease of rock bridges. Preliminary experiments have shown the influence of freeze/thaw cycles on crack propagation.
25 rock falls (25-30 000 m3) occurred in French Subalpine Ranges have been described in details. Typical failure configurations have been identified and can be used for the detection of prospective rock falls. From a statistical analysis of 51 rock falls, we have shown that freeze-thaw cycles represent the main triggering factor.
Back analyses realised with limit equilibrium method and distinct element method have shown that the presence and the extension of rock bridges considerably influence the stability and must be taken into account in hazard evaluation. The cohesion of rock bridges determined by laboratory tests on intact rock specimens must be divided by 3 to account for the analysed failures.
Presently, the evaluation of the failure probability as a function of time is only based on expert judgement. We have proposed and tested different models to assess time to failure, for different processes. Parameter values for sub-critical crack propagation models have been estimated by historic back analyses, using an erosion model to estimate the expectancy of life of rock masses. Laboratory tests are needed for a better estimation. Dissolution rates under rainfall are too small to explain the decrease of rock bridges. Preliminary experiments have shown the influence of freeze/thaw cycles on crack propagation.
La détection de masses rocheuses potentiellement instables et l'évaluation de leur probabilité de rupture pour une période donnée sont des éléments clés dans la prévention du risque d'éboulement.
25 éboulements rocheux (25-30 000 m3) survenus dans les massifs subalpins ont été analysés en détail. Une typologie des configurations d'instabilités en falaises calcaires a ainsi été élaborée et constitue un outil pour la détection de masses rocheuses potentiellement instables. Une analyse statistique portant sur 51 cas d'éboulements, montre que le gel/dégel est le principal facteur déclenchant.
Les analyses en retour réalisées par des méthodes d'équilibre limite et d'éléments distincts, montrent que la prise en compte des ponts rocheux est primordiale dans l'analyse de la stabilité et que leur cohésion obtenue par analyse en retour, est en moyenne 3 fois plus faible que celle fournie par les essais en laboratoire.
Nous avons donc proposé et testé différents modèles permettant de déterminer le temps à la rupture, pour différents processus. Les paramètres des lois modélisant le processus de propagation de fissures sous-critiques ont été estimés par des analyses en retour historique, en considérant un modèle d'érosion à l'échelle du versant, pour estimer la durée de vie moyenne des compartiments rocheux. Des essais en laboratoire seront nécessaires pour une meilleure estimation. Les vitesses de dissolution pour des plaquettes de roche exposées à la pluie sont trop faibles pour expliquer la décroissance surfacique des ponts rocheux. Des essais préliminaires ont montré l'influence du gel/dégel sur la propagation des fissures.
25 éboulements rocheux (25-30 000 m3) survenus dans les massifs subalpins ont été analysés en détail. Une typologie des configurations d'instabilités en falaises calcaires a ainsi été élaborée et constitue un outil pour la détection de masses rocheuses potentiellement instables. Une analyse statistique portant sur 51 cas d'éboulements, montre que le gel/dégel est le principal facteur déclenchant.
Les analyses en retour réalisées par des méthodes d'équilibre limite et d'éléments distincts, montrent que la prise en compte des ponts rocheux est primordiale dans l'analyse de la stabilité et que leur cohésion obtenue par analyse en retour, est en moyenne 3 fois plus faible que celle fournie par les essais en laboratoire.
Nous avons donc proposé et testé différents modèles permettant de déterminer le temps à la rupture, pour différents processus. Les paramètres des lois modélisant le processus de propagation de fissures sous-critiques ont été estimés par des analyses en retour historique, en considérant un modèle d'érosion à l'échelle du versant, pour estimer la durée de vie moyenne des compartiments rocheux. Des essais en laboratoire seront nécessaires pour une meilleure estimation. Les vitesses de dissolution pour des plaquettes de roche exposées à la pluie sont trop faibles pour expliquer la décroissance surfacique des ponts rocheux. Des essais préliminaires ont montré l'influence du gel/dégel sur la propagation des fissures.
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