Influence du terrain dans la propagation des vibrations

Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG2012–Bordeaux 4-6 juillet 2012
of the influence of the field on the propagation of vibrations can explain some
discrepancies in the results of measurements by making correlations with the degree
of fracturing and / or alteration of the rock mass, the morphological contrasts of the
top of the substratum and orientation of the most important joints.
1. Introduction
Partant du constat que l'étude géologique de certains sites se réalise en partie au
moyen d'investigations géophysiques de type sismique, nous pensons qu'un
dispositif de surveillance de chantier pour le suivi des tirs à l'explosif permet aussi de
récolter des informations qui sont en lien avec le contexte géologique et par suite
confirmer ou infirmer le modèle géologique initial. L'analyse croisée de plusieurs
paramètres tels que les fréquences mesurées, le contexte géologique avec les
discontinuités présentes et la répartition spatiale des niveaux de retransmission des
vibrations, nous a permis de montrer l'influence que peut avoir le terrain dans la
propagation des vibrations.
2. Influence de l'altération et de la fracturation du terrain
La vibration en un point de mesure est caractérisée par sa vitesse particulaire (mm/s)
et par la plage de fréquence des ondes vibratoires (Hz). L'étude des fréquences
mesurées peut constituer un bon indicateur pour caractériser l'état du terrain
encaissant. La réponse fréquentielle des vibrations dépend d'une part du type de
terrain traversé : par exemple, les fréquences élevées seront mieux transmises par
une roche compacte, à vitesse sismique élevée, que par un sol meuble.
D'autre part, du point de vue de la propagation des vibrations, la structure du massif
rocheux et son état de fracturation jouent un rôle plus important que la nature
pétrographique de la roche. Ainsi, les terrains traversés sont généralement
considérés comme des milieux non continus. Un mouvement vibratoire d'une
intensité donnée génère un déplacement qui varie en fonction de la fréquence du
signal, l'amplitude du déplacement particulaire est d'autant plus faible que les
fréquences prépondérantes du signal sont hautes. En considérant, une structure
simple composée de deux compartiments séparés par une fracture, il existe toujours
une fréquence de coupure au-delà de laquelle le mouvement du compartiment excité
n'est pas transmis au compartiment au repos situé de l'autre côté de la fracture, et
cela, quelle que soit l'ouverture de la fracture. L'énergie du mouvement vibratoire se
propage dans le milieu sur la plus haute fréquence disponible du spectre du signal,
c'est-à-dire, celle permise par l'ouverture minimale des fractures du massif sur le
chemin suivi.
Par conséquent, la fréquence associée à la vitesse maximale mesurée décroît avec
la distance au point de tir. En effet, le terrain situé entre la zone de tir et la zone de
mesure constitue pour les vibrations un filtre passe-bas tel que les fréquences
élevées s'amortissent plus rapidement que les basses fréquences (figure 1).
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