4.3. Propriétés mécaniques des
roches
4.3.1. La résistance à la compression
Elle est déterminée lors des essais de
compression simple. Dans cet essai, l'échantillon est pris sous la forme
d'une carotte (éprouvette cylindrique), d'élancement L/D (L :
hauteur, D : diamètre) compris entre 2 à 2,5 avec deux faces
planes, lisses et parallèles obtenues par une rectification
soignée. L'échantillon est ensuite placé entre les
plateaux d'une presse.
On appelle résistance à la compression
(notée ó ) la contrainte maximale supportée par
l'échantillon avant la rupture lors d'un essai de compression. Elle est
donnée par la formule suivante :
? F : effort (charge) maximale atteinte (juste avant la rupture)
? S : section ou surface sur laquelle on applique l'effort F.
Ir. Sabu Munung
" 56 "
Tableau.1. Classification des roches en fonction
de la résistance à la compression (Kamel et Walid, 2006)
|
Roches
|
Faiblement résistantes
|
moyennes
|
résistantes
|
Très
résistantes
|
|
ó (MPa) c
|
< 5
|
20
|
60
|
> 100
|
L'essai a été effectué sur les carottes
extraites des sondages géotechniques exécutés dans la mine
de BANGWE. Ainsi, le tableau III.2 donne le résumé des
résultats de test de laboratoire de compression uniaxiale (UCS)
et de densité des roches de la mine.
Tableau 2 : Résumé des résultats de test
de laboratoire de compression uniaxiale (UCS) et de
densité des roches de la mine de BANGWE. (Rock Lab de
l'entreprise de consultance SRK)
|
TYPES DES ROCHES
|
|
Densité
|
|
RAT
|
DSTRAT
|
RSF
|
RSC
|
SDB
|
SDS
|
CMN
|
|
Minimale
|
2.50
|
2.57
|
2.56
|
2.70
|
2.51
|
2.53
|
2.52
|
|
Moyenne
|
2.64
|
2.70
|
2.71
|
2.82
|
2.66
|
2.65
|
2.64
|
|
Maximale
|
2.79
|
2.83
|
2.85
|
2.94
|
2.82
|
2.80
|
2.78
|
|
UCS Mpa
|
Nombres de test
|
4
|
3
|
2
|
8
|
2
|
3
|
2
|
|
Minimale
|
34
|
108
|
106
|
76
|
35
|
39
|
36
|
|
Moyenne
|
60
|
113
|
111
|
175
|
64
|
68
|
62.5
|
|
Maximale
|
86
|
120
|
117
|
267
|
93
|
97
|
89
|
Nous avons considéré ? W(poids volumique de
l'eau)=10kN/m3pour trouver la densité. Les résultats
indiquent que la RSC est l'unité rocheuse la plus forte avec une valeur
moyenne de compression uniaxiale de 175 MPa. Le RAT est l'unité rocheuse
la plus faible avec une valeur moyenne de compression moyenne de compression
uniaxiale (UCS) de 60 MPa.
Jr. Sabu Munung
" 57 "
4.3.2. La résistance à la traction
4.3.2.1. Traction simple
En soumettant une éprouvette cylindrique à une
traction uniaxiale, la résistance à la traction simple est
égale à la contrainte limite de traction qui produit la
décohésion des échantillons des roches massives
Pmax
Rt = Ao Kgf/cm2(7)
Pmax= valeur finale atteinte par l'effort appliqué. Ao =
surface transversale
1. Essai brésilien : C'est l'essai de
traction le plus commun pour les roches (essai à la traction indirecte).
Pour réaliser cet essai, on utilise une éprouvette de longueur
à peu près égale au diamètre. L'éprouvette
est placée entre les plateaux de la presse puis elle est chargée.
La contrainte de traction est donnée par la relation suivante :
2Fmax
at = Kgf/cm2 (8)
irDL
avec : F : la charge maximale appliquée max
D et L : dimensions de l'éprouvette cylindrique.
Tableau 3. Classification des roches en
fonction de la résistance à la traction (Kamel et Walid, 2006)
|
Roches
|
Faiblement résistantes
|
moyennes
|
résistantes
|
Très résistantes
|
|
ó (MPa) t
|
0.40
|
1.50
|
4.00
|
> 20
|
Dans le cadre de notre travail, l'essai brésilien a
été effectué sur quelques carottes extraites des sondages
géotechniques. Le tableau suivant présente les résultats
de laboratoire
" 58 "
Jr. Sabu Munung
Figure 1. Essai de compression Fig. 2. Essai de
traction simple
Figure 3.Traction indirecte (Essai
brésilien) 4.3.3. Fissuration des roches
La fissuration du massif rocheux influe sur les
propriétés mécaniques du massif et sur la stabilité
des talus. C'est le facteur le plus important qui caractérise les roches
et les sols. Elle permet de choisir la méthode d'exploitation, de
résoudre le problème de la stabilité des bords de la
carrière, du talus ...
Ir. Sabu Munung
~ 59 ~
La fissurité est égale à la distance moyenne
entre les fissures :
L : longueur de la partie étudiée du massif (en m)
n ; nombre de fissures sur la partie mesurée.
Le tableau 4. Donne la classification des discontinuités
selon les valeurs de ID. Tableau 4. Classification des
discontinuités selon ID
|
Classe
|
Intervalle moyen entre
discontinuités ID (cm)
|
Densité des discontinuités
|
|
ID1
|
>200
|
Très faible
|
|
ID2
|
60 à 200
|
Faible
|
|
ID3
|
20 à 60
|
Moyenne
|
|
ID4
|
6 à 20
|
Forte
|
|
ID5
|
<6
|
Très forte
|
Nous avons effectué des mesures de la fissuration sur
les gradins dont nous avons le Mapping BNG en annexe. Le nombre moyen de
fissures sur la longueur moyenne de la partie étudiée du massif
de 1420 m est de 1848 environ ce qui donne une valeur de ID = 1,30 m (130 cm).
D'après le tableau III.4, nous pouvons dire que la densité de la
fissuration dans la mine est faible.
| 
