FR2728677A1 - Deformation detection method for civil engineering works - Google Patents

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Abstract

The method entails detecting deformations of a defined level in a civil engineering structure (10), applied to or contained in the engineering works, at least a geo-synthetic (1,12,13) contg. one or several parallel electrical or fibre optic wires (4). in two crossed layers, designed for signal transmission. The wires are calibrated to predetermined values of their rupture length corresponding to defined step levels. The deformation step is measured by transmitting signals into the wires and detecting the presence or absence of a response to the transmitted signals.

Description

La présente invention se rapporte à un procédé de détection de déformations, à seuils définis, d'un ouvrage de génie civil. The present invention relates to a method for detecting deformations, with defined thresholds, of a civil engineering structure.

Lors des constructions des autoroutes ou des voies de chemin de fer, de nombreux travaux de génie civil sont réalisés afin de supporter l'inftructure de la voie. Certains terrains comportent des cavités naturelles ou artificielles non répertoriées. ll peut donc se produire au cours de la construction de la nouvelle voie, ou de l'exploitation ultérieure de la voie, des effondrements imprévisibles de terrain, sous la voie, qui peuvent provoquer des accidents graves; par suite de la surcharge de ces zones fragiles, des infiltrations d'eau, de la sécheresse et des trépidations. During the construction of motorways or railway tracks, many civil engineering works are carried out in order to support the infrastructure of the track. Some sites have natural or artificial cavities not listed. It can therefore occur during the construction of the new track, or the subsequent operation of the track, unpredictable collapses of land, under the track, which can cause serious accidents; as a result of the overloading of these fragile areas, water infiltration, drought and trepidation.

Pour éviter ces accidents, il serait nécessaire de procéder à des sondages systématiques du terrain avant de réaliser les travaux de génie civil. Ces sondages sont effectivement réalisés dans les terrains normalement sujets à effondrement. To avoid these accidents, it would be necessary to carry out systematic ground surveys before carrying out the civil engineering works. These boreholes are actually carried out in land normally subject to collapse.

Toutefois, certains terrains sans risque d'éboulement naturel comportaient dans les temps anciens des ouvrages militaires enterrés qui se détériorent avec le temps ct qui n'ont jamais été répertoriés.However, some lands without risk of natural collapse included in ancient times buried military works which deteriorate with time and which have never been listed.

Les sondages systématiques coûtent très chers et de plus, ils doivent être effectués à faible distance l'un de l'autre, sous la voie projetée et de chaque côté de celle-ci pour garantir une sécurité absolue. Systematic soundings are very expensive and moreover, they must be carried out at a short distance from each other, under the planned track and on each side of it to guarantee absolute safety.

Enfin, même en cas d'absence de cavités dans le terrain, le sol peut subir des tassements non uniformes sous certaines zones de la voie par suite des successions de périodes humides et de périodes de sécheresse, qui peuvent entraîner un affaissement, certes limité en amplitude, mais préjudiciable à la sécurité notamment lorsqu'il s'agit d'une voie destinée au passage de trains à grande vitesse. Finally, even in the absence of cavities in the ground, the ground can undergo uneven settlements under certain areas of the track as a result of successions of wet periods and periods of drought, which can cause subsidence, certainly limited in amplitude, but detrimental to safety, especially when it is a track intended for the passage of high-speed trains.

Afin de limiter les risques d'effondrement des remblais, il est courant de disposer sur le sol et dans les remblais des nappes ou bandes de géosynthétique tissé ou non tissé qui permettent de rigidifier le remblai, notamment en cas d'affaissement du sol. Les fils du géosynthétique subissent alors des efforts considérables qui entraînent une déformation par allongement des fils et qui peuvent provoquer la rupture de ces derniers et l'effondrement du remblai. In order to limit the risks of collapsing embankments, it is common to have on the ground and in embankments sheets or strips of woven or nonwoven geosynthetics which make it possible to stiffen the embankment, in particular in the event of subsidence of the soil. The geosynthetic wires then undergo considerable stresses which lead to deformation by elongation of the wires and which can cause the latter to break and the fill to collapse.

Dans d'autres situations, il peut être nécessaire de construire des murs de soutènement ou des talus renforcés. En cas d'affaissement du terrain, il peut se produire un écroulement du mur. Dans ces conditions on utilise également des géosynthétiques pour renforcer le sol. Ces géosynthétiques ont pour fonction de reprendre les efforts de traction et de limiter les déformations de l'ouvrage. In other situations, it may be necessary to construct reinforced retaining walls or embankments. If the ground subsides, the wall may collapse. Under these conditions, geosynthetics are also used to reinforce the soil. These geosynthetics have the function of taking up the tensile forces and limiting the deformations of the structure.

L'invention s'applique également à ce type de problème.The invention also applies to this type of problem.

n est déjà connu par le document EP-A-O 307 986 un produit géotextile armé résistant aux animaux rongeurs et par EP-AO 418209 un géotextile équipé de fils électriques dénudés pour la détection de fuites dans un couche d'isolation. There is already known from document EP-A-O 307 986 a reinforced geotextile product resistant to rodent animals and from EP-AO 418209 a geotextile equipped with bare electrical wires for the detection of leaks in an insulation layer.

Ces documents n'enseignent pas que les fils puissent se rompre afin de détecter une déformation du géotextile.These documents do not teach that the threads can break in order to detect a deformation of the geotextile.

Le but de la présente invention est de proposer un procédé qui permette de détecter des déformations à seuils définis d'un ouvrage de génie civil. The aim of the present invention is to propose a method which makes it possible to detect deformations with defined thresholds of a civil engineering structure.

Selon l'invention on applique dans ledit ouvrage ou sous ledit ouvrage au moins un géosynthétique pourvu d'un fil ou d'une pluralité de fils sensiblement parallèles et susceptibles de transmettre des signaux, lesdits fils étant calibrés à des valeurs d'allongement de rupture prédéterminces et correspondant auxdits seuils définis, et on mesure le seuil de déformation atteint en envoyant des signaux dans lesdits fils et en détectant la présence ou l'absence de réponse à ces signaux. According to the invention there is applied in said structure or under said structure at least one geosynthetic provided with a wire or a plurality of wires which are substantially parallel and capable of transmitting signals, said wires being calibrated at values of elongation at break. predetermined and corresponding to said defined thresholds, and the deformation threshold reached is measured by sending signals into said wires and by detecting the presence or absence of response to these signals.

Grâce à cette disposition, la mesure pour un seuil donné se fait par tout ou rien, ce qui évite les inconvénients des mesures analogiques ainsi que les parasites. Thanks to this arrangement, the measurement for a given threshold is done by all or nothing, which avoids the disadvantages of analog measurements as well as interference.

Avantageusement, on applique dans ou sous ledit ouvrage un ou plusieurs géosynthétiques pourvus d'une pluralité de fils formant deux nappes croisées de fils. Advantageously, one or more geosynthetics are provided in or under said structure provided with a plurality of wires forming two crossed plies of wires.

Avec cette disposition, il est possible de localiser l'endroit soumis à un seuil de déformation déterminé. With this arrangement, it is possible to locate the place subject to a determined deformation threshold.

Ces fils peuvent être des fibres optiques par exemple. These wires can be optical fibers for example.

Avantageusement, les fils utilisés sont des fils conducteurs d'électricité, et on applique une tension électrique entre les extrémités de chacun des fils. Advantageously, the wires used are electrically conductive wires, and an electrical voltage is applied between the ends of each of the wires.

D'autres avantages et caractéristiques dc l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels:
la figure 1 représente en perspective un géosynthétique pourvu de fils électriques calibrés à des valeurs d'allongement de rupture pour la mise en oeuvre de l'invention;
la figure 2 montre en perspective un ouvrage de génie civil équipé du géosynthétique de la figure 1.Other advantages and characteristics of the invention will emerge on reading the following description given by way of example and with reference to the appended drawings in which:
FIG. 1 represents in perspective a geosynthetic provided with electrical wires calibrated at breaking elongation values for the implementation of the invention;
FIG. 2 shows in perspective a civil engineering structure equipped with the geosynthetic of FIG. 1.

Sur la figure 1, on a représenté par la référence 1 un produit géosynthétique utilisé pour la mise en oeuvre de l'invention. Ce géosynthétique se présente sous la forme d'une nappe ou d'une bande et est réalisé en un matériau résistant à la traction et imputrescible. n peut s'agir par exemple d'un produit géotextile constitué d'un tressage où des fils synthétiques 2 et 3 peuvent être considérés comme des fils de trame et des fils de chaîne. La méthode de tissage ou la façon dont sont reliés entre eux les fils synthétiques 2 et 3, qui sont en équerre l'un par rapport à l'autre, n'a pas d'importance. Le produit géotextible peut être aussi un géotextile non tissé ou un géotextile composite. In Figure 1, there is shown by reference 1 a geosynthetic product used for the implementation of the invention. This geosynthetic is in the form of a sheet or a strip and is made of a material resistant to traction and rot-proof. n can be, for example, a geotextile product consisting of a braiding where synthetic threads 2 and 3 can be considered as weft threads and warp threads. The weaving method or the way in which the synthetic yarns 2 and 3 are connected together, which are at right angles to one another, does not matter. The geotextible product can also be a nonwoven geotextile or a composite geotextile.

Les dimensions des mailles formées par les fils synthétiques 2, et 3, et les caractéristiques de ces fils synthétiques 2 et 3, sont choisis en fonction des critères d'utilisation du géotextile et des forces qui doivent être supportées par Ic géotextile avant la rupture des fils synthétiques 2 et 3. Dans le cas d'un non tissé, les caractéristiques en long et en travers du produit sont également choisies en fonction des critères d'utilisation du géosynthétique. The dimensions of the meshes formed by the synthetic threads 2, and 3, and the characteristics of these synthetic threads 2 and 3, are chosen according to the criteria of use of the geotextile and of the forces which must be supported by the geotextile before the rupture of the synthetic yarns 2 and 3. In the case of a nonwoven, the characteristics along and across the product are also chosen according to the criteria for using geosynthetics.

Le géosynthétique 1 décrit ci-dessus est destiné à être disposé sous ou dans un ouvrage de génie civil 10, un remblai de voie autoroutière ou de voie de chemin de fer par exemple, que l'on réalise au-dessus de la surface d'un sol naturel 11, comme on le voit sur la figure 2. Les nappes ou bandes 12 de géosynthétique 1 sont disposées côte à côte et bout à bout avec recouvrement de leurs bords respectifs, dans le sens SP de l'avancement du chantier. D'autres nappes ou bandes 13 de géosynthétique 1 peuvent être placées au-dessus des nappes ou bandes 12 dans le sens transversal ST du remblai selon les besoins. The geosynthetic 1 described above is intended to be placed under or in a civil engineering structure 10, an embankment of a highway or railroad track for example, which is produced above the surface of natural soil 11, as can be seen in FIG. 2. The layers or strips 12 of geosynthetics 1 are placed side by side and end to end with overlap of their respective edges, in the direction SP of the progress of the site. Other tablecloths or strips 13 of geosynthetics 1 can be placed above the tablecloths or strips 12 in the transverse direction ST of the embankment as required.

Selon l'invention, les nappes ou bandes 12 et 13 de géosynthétique sont pourvues d'une pluralité de seconds fils 4 parallèles et susceptibles de tiansmettre des signaux. Ces seconds fils 4 peuvent être avantageusement des fils électriques revêtus d'un isolant, solidarisés au géosynthétique 1 par tout moyen approprié, de telle manière qu'en cas de déformation du géosynthétique 1, par suite de l'effondrement du sol 11 par exemple, les fils électriques 4 situés au voisinage de la zone du géosynthétique 1 déformée, subissent un allongement correspondant. According to the invention, the geosynthetic layers or bands 12 and 13 are provided with a plurality of second parallel wires 4 capable of transmitting signals. These second wires 4 can advantageously be electrical wires coated with an insulator, secured to the geosynthetic 1 by any appropriate means, such that in the event of deformation of the geosynthetic 1, due to the collapse of the ground 11 for example, the electrical wires 4 located in the vicinity of the deformed geosynthetic zone 1 undergo a corresponding elongation.

Les fils électriques 4 d'un géosynthétique 1 sont calibrés à différentes valeurs d'allongement de rupture, choisies en fonction des sollicitations attendues: sollicitations à la mise en place dans le sol, sollicitations mécaniques, chimiques, etc. En d'autres termes, tous les fils électriques 4 équipant un géosynthétique 1 n'ont pas la même valeur d'allongement de rupture. Mais chaque fil électrique 4 a une valeur d'allongement de rupture calibrée et correspondant à un seuil déterminé de déformation du géosynthétique dans la direction des fils électriques 4. La rupture d'un fil électrique 4 signifie donc que le géosynthétique 1 s'est déformé dans la zone de la rupture du fil électrique 4 au delà d'un seuil de déformation défini et correspondant à la valeur d'allongement de rupture de ce fil électrique 4. The electrical wires 4 of a geosynthetic 1 are calibrated at different values of elongation at break, chosen as a function of the expected stresses: stresses when placed in the ground, mechanical, chemical stresses, etc. In other words, all the electrical wires 4 equipping a geosynthetic 1 do not have the same value of elongation at break. But each electric wire 4 has a calibrated breaking elongation value corresponding to a determined threshold of deformation of the geosynthetic in the direction of the electric wires 4. The breaking of an electric wire 4 therefore means that the geosynthetic 1 has deformed in the area of the break of the electric wire 4 beyond a defined deformation threshold and corresponding to the value of elongation of break of this electric wire 4.

En pratique, les valeurs d'allongement de rupture des fils électriques 4 seront inférieures à la valeur d'allongement de rupture du géosynthétique dans la direction des fils électriques 4. De préférence, les fils électriques 4 sont disposés dans le sens de la longueur de la nappe ou bande 12, 13 de géosynthétique.In practice, the breaking elongation values of the electric wires 4 will be less than the breaking elongation value of the geosynthetic in the direction of the electric wires 4. Preferably, the electric wires 4 are arranged in the lengthwise direction. the geosynthetic sheet or strip 12, 13.

Le géosynthétique 1 peut comporter en variante, une deuxième série de fils électriques disposés transversalement, afin de permettre de localiser la position des déformations. On obtient les mêmes possibilités en disposant deux couches superposées et croisées de géosynthétique équipées chacune d'une série de fils électriques parallèles, comme on le voit sur la figure 2. Geosynthetics 1 may alternatively include a second series of electric wires arranged transversely, in order to make it possible to locate the position of the deformations. The same possibilities are obtained by having two superimposed and crossed geosynthetic layers each equipped with a series of parallel electrical wires, as seen in FIG. 2.

Lorsque deux bandes 12a et 12b de géosynthétique 1 sont disposées bout à bout, les fils électriques 4a de la bande 12a sont raccordés électriquement, par des moyens traditionnels et connus 6, aux fils électriques 4b correspondants de la bande 12b, de manière à réaliser un réseau de fils électriques parallèles et homogènes quant à leurs valeurs d'allongement de rupture. When two geosynthetic strips 12a and 12b 1 are placed end to end, the electrical wires 4a of the strip 12a are electrically connected, by traditional and known means 6, to the corresponding electrical wires 4b of the strip 12b, so as to produce a network of parallel and homogeneous electrical wires in terms of their elongation at break.

L'absence ou la présence d'une rupture dans un fil électrique 4 peut être facilement détectée en appliquant une tension électrique entre les extrémités dc cc fil. L'absence d'un courant signale une rupture, et la présence d'un courant signifie une non rupture du fil électrique 4 considéré. The absence or presence of a break in an electric wire 4 can be easily detected by applying an electric voltage between the ends of this wire. The absence of a current signals a break, and the presence of a current means a non-break of the electric wire 4 considered.

On coneoit bien qu'en appliquant une tension électrique, successivement ou simultanément, sur les différents fils électriques parallèles, on puisse connaître le niveau de déformation de la bande de géosynthétique. Si de plus, il est prévu deux séries croisées de fils électriques, il est possible de connaître la position de la déformation. It is well understood that by applying an electrical voltage, successively or simultaneously, to the various parallel electrical wires, one can know the level of deformation of the geosynthetic strip. If in addition, two crossed series of electrical wires are provided, it is possible to know the position of the deformation.

La référence 5 représente un générateur de tension relié aux extrémités du fil électrique A. Le passage d'un courant dans le générateur 5 signale une non rupture du fil électrique A. L'absence de courant veut dire que le fil A est rompu.  The reference 5 represents a voltage generator connected to the ends of the electric wire A. The passage of a current in the generator 5 signals a non-breaking of the electric wire A. The absence of current means that the wire A is broken.

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de déformations, à seuils définis, d'un ouvrage de génie civil (10), caractérisé par le fait qu'on applique dans ledit ouvrage ou sous ledit ouvrage au moins un géosynthétique (1, 12, 13) pourvu d'un fil ou d'une pluralité de fils (4) sensiblement parallèles et susceptibles de transmettre des signaux, lesdits fils (4) étant calibrés à des valeurs d'allongement de rupture prédétenninées et correspondant auxdits seuils définis, et par le fait qu'on mesure le seuil de déformation atteint en envoyant des signaux dans lesdits fils (4) et en détectant la présence ou l'absence de réponse à ces signaux.1. Method for detecting deformations, at defined thresholds, of a civil engineering structure (10), characterized in that at least one geosynthetic (1, 12, 13) provided in said structure or under said structure is provided a wire or a plurality of wires (4) substantially parallel and capable of transmitting signals, said wires (4) being calibrated at predetermined breaking elongation values and corresponding to said defined thresholds, and by the fact that 'the threshold of deformation reached is measured by sending signals into said wires (4) and by detecting the presence or absence of response to these signals. 2. Procédé selon la rcvendication 1, caradirisé par le fait qu'on applique dans ou sous ledit ouvrage un ou plusieurs géosynthétiques (1, 12, 13) pourvus d'une pluralité de fils (4) formant deux nappes croisées de fils.2. Method according to claim 1, caradirized by the fact that there is applied in or under said work one or more geosynthetics (1, 12, 13) provided with a plurality of wires (4) forming two crossed plies of wires. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les fils (4) utilisés sont des fils conducteurs d'électricité, et par le fait qu'on applique une tension électrique entre les extrémités de chacun desdits fils (4)3. Method according to one of claims 1 or 2, characterized in that the son (4) used are electrically conductive son, and by the fact that an electrical voltage is applied between the ends of each of said son (4) 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les fils (4) utilisés sont des fibres optiques.4. Method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the son (4) used are optical fibers. 5. Géosynthétique pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comporte au moins un fil calibré à une valeur d'allongement de rupture prédéterminée et suscustible de transmettre des signaux. 5. Geosynthetics for the implementation of the method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises at least one wire calibrated to a predetermined breaking elongation value and capable of transmitting signals.
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