Rock mass stability modeling taking into account both rock joint damage and hydromechanical effects
Modélisation de la stabilité des massifs rocheux avec prise en compte de l'endommagement des joints et des effets hydromécaniques
Résumé
The damage of non-persistent rock discontinuities and hydromechanical effects are two key phenomena in rock mass stability. Based on experimental results (literature), a new constitutive damage-plastic joint model has been proposed to model fracturing in quasi-brittle materials along a predefined surface. This model, takes into account the progressive degradation of strength and stiffness of joints in both normal and tangential directions. It considers irreversible relative displacements, tangential residual strength and the nonlinear behavior of joints. The model reproduces well the experimental results when implemented in the finite element code CESAR-LCPC. In order to performing coupled hydromechanical analysis, a computing module of stationary flows in fracture networks has been developed, as well as an interface between the module and CESAR-LCPC code. The developed numerical tools were applied to study rock slope stability of the "Rochers de Valabres" (ANR - STABROCK project).
L'endommagement des discontinuités rocheuses non-persistantes ainsi que les effets hydromécaniques sont déterminants pour la stabilité des massifs rocheux. Un nouveau modèle constitutif d'endommagement-plastique des joints a été proposé. Ce modèle, permet de prendre en compte la dégradation progressive de la résistance et de la raideur des joints dans les deux directions normale et tangentielle du joint. Il tient également compte des déplacements relatifs irréversibles, de la résistance résiduelle tangentielle et du comportement non-linéaire des joints. Le modèle implémenté dans le code aux éléments finis CESAR-LCPC est capable de bien reproduire les résultats expérimentaux. Pour réaliser des calculs hydromécaniques couplés, un module de calcul hydraulique stationnaire dans un réseau de fractures a été développé ainsi qu'une interface entre ce module et le code CESAR-LCPC. Ces outils numériques ont été appliqués à l'étude de la stabilité des Rochers de Valabres (Projet ANR STABROCK).
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