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Problemes des mesures directes de l'etat de contrainte du massif des roches dans les zones seismiques actives

Problems of direct determinations of stressed-deformed state of rock massif in seismoactive zones

  • IAEG Symposium “Engineering Geological Problems in Hydrotechnical Contruction”, Tbilisi (USSR), 12–19 September 1979
  • L'étude des Conditions Géotechniques et la Contruction des Barrages dans les Massifs de Plissements Contributions
  • Published:
Bulletin of the International Association of Engineering Geology - Bulletin de l'Association Internationale de Géologie de l'Ingénieur Aims and scope Submit manuscript

Résumé

Pendant la préparation et la construction des installations hydrauliques dans les zones séismiques actives il est nécessaire de savoir la contrainte initiale du massif rocheux, car l'influence des facteurs technogénétiques peut mener au dégagement de l'énergie potentielle accumulée d'avance des roches contraintes, se manifestant sous la forme de séismes de telle ou telle intensité. On observe de tels faits le plus souvent dans les zones orogéniques modernes pendant la construction des barrages de plus de 100 m de hauteur et aussi quand la capacité de la retenue dépasse 109 m3.

On présente dans cet exposé la méthodologie de définition des composantes du tenseur de contraintes principales dans le massif rocheux. Cette méthodologie comprend: le diagnostic d'intervalle probable des valeurs des contraintes tectoniques dans le massif d'après les données géologiques, tectoniques, séismiques et aussi le données de la fissurité et des propriétés mécaniques des roches; l'exposé contient aussi les mesures quantitatives approximatives des contraintes sur les manifestations de la rupture fragile des roches autour des ouvrages miniers; la mesure des valeurs et des directions des contraintes principales par la méthode instrumentale. La suite d'étapes est détérminée par l'intensification progressive de l'exactitude et de la sûreté de l'information reçue, dans ce cas il y a possibilité de la projection de chaque expérience suivante en partant de l'information sur les expériences précedentes. Tout cela limite le volume de mesures instrumentales qui sont plus coûteuses, plus précises et exigent beaucoup de main d'oeuvre.

L'utilisation des principaux points de cette méthodologie dans la région orogénique de l'Asie Centrale qui est affectée par d'importants mouvements tectoniques modernes de l'écorce terrestre et une grande séismicité, a permis de choisir et de déterminer très vite dans le massif, les zones de plus grande tension des roches dans les profondeurs comparativement petites. Dans les profondeurs de 100 à 400 m, les valeurs des contraintes subhorizontales tectoniques maximales atteignent 400 ou 500 kgf/cm2.

Summary

For the design and erection of hydrotechnical constructions in seismoactive zones, knowledge of the initial stressed state of the rock mass is of extreme importance because the effect of technogenic factors may cause the detachment of earlier accomulated potential energy in the form of earthquakes. Such phenomena occur more often at dams more than 100 m high in zones of present orogenic processes and in which the volume of the water storage basin exceeds 109 m3.

The report contains the methodology of determination of components of major stress tensors in a rock massif including the following: the diagnostics of a possible interval of tectonic stress values in a massif according to geological, tectono-physical and seismic data, data of fracture and mechanic properties of rock; approximate quantitative determinations of stresses according to cleavage fracture of rocks on the outline of a working; the determination of values and directions of major stresses by instrumental methods. The sequence of stages is characterized by a progressive increase of precision and reliability of the information obtained. There arises a possiblity of planning of every consequent experiment based on the information of the previous ones. It reduces the quantity of more precise, more expensive instrumental determinations requiring the expenditure of much labour.

The application of the main points of this methodology in the orogenic region of Central Asia, characterized by a high level of the present movements of the Earth's crust and a high level of seismicity, makes it possible to determine by the shortest way the zones of the highest rock intensity in the massif and at comparatively small depths.

The values of maximum subhorizontal tectonic stresses at the depth of 100–400 m from the surface are about 400÷500 kgf/cm2.

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Authors and Affiliations

  1. Institut des Mines de la branche de Kola de l'Académie des Sciences de l'URSS, Apatity, Mourmansk région, URSS

    Turtchaninov I. A., Marcov G. A. & Kozyrev A. A.

Authors
  1. Turtchaninov I. A.
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  2. Marcov G. A.
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  3. Kozyrev A. A.
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Turtchaninov, I.A., Marcov, G.A. & Kozyrev, A.A. Problemes des mesures directes de l'etat de contrainte du massif des roches dans les zones seismiques actives. Bulletin of the International Association of Engineering Geology 20, 109–114 (1979). https://doi.org/10.1007/BF02591258

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