Détection des cavités sous les pavages par l'analyse modal des ondes de Rayleigh (MASW)

Authors: Karray, Mourad; Lefebvre, Guy

Source: Canadian Geotechnical Journal, Volume 46, Number 4, April 2009 , pp. 424-437(14)

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Abstract:

The problem of cavities beneath pavements near culverts is related to soil erosion through defective culverts. Chimneys develop until subsidence occurs, then a sinkhole appears on the road pavement. The appearance of a sinkhole on the pavement is dangerous for road users, especially for busy roads and highways (high-frequency traffic). The use of surface waves for foundation soil characterisation below the pavement is challenging, as soil excitation through a rigid pavement is difficult. The modal analysis of surface waves (MASW) method allows placing sensors on the pavement surface and exciting the soil outside the pavement. This configuration was tested using numerical simulations and showed that it is possible to characterise soil beneath a relatively rigid pavement surface structure. MASW tests were also performed on site, where cavities of known dimensions were created by making apertures in the top of a road culvert. Data analysis permitted the elaboration of a rapid interpretation method, adapted to cavity or weak zone detection beneath road pavement.

Le problème de cavités sous les pavages au voisinage des ponceaux est relié à l'érosion du sol à travers des ponceaux défectueux. Ceci se traduit par le développement d'une cheminée jusqu'à provoquer un affaissement jusqu'à la surface, créant ainsi un cratère dans le pavage routier. L'apparence de cratère dans le pavage constitue un danger pour les usagers, en particulier dans le cas des routes et autoroutes achalandées (circulation à fréquence élevée). L'utilisation des ondes de surface pour la caractérisation des sols de fondation sous un pavage est problématique compte tenu de la difficulté d'exciter le sol à travers un pavage rigide. La méthode « modal analysis of surface waves (MASW) » permet de placer les capteurs à la surface du pavage et d'exciter le sol à l'extérieur de celui-ci. Cette configuration a été testée au moyen de simulations numériques qui montrent qu'il est possible de caractériser le sol en dessous d'une structure de pavage relativement rigide. Des essais « MASW » ont également été réalisés à un site, où des cavités de dimensions connues ont été réalisées en pratiquant des ouvertures dans le toit d'un ponceau routier. L'analyse de ces relevés a permis d'élaborer une méthode d'interprétation rapide et adaptée à la détection des cavités ou zones de faiblesse sous les pavages routiers.

Document Type: Research article

Publication date: 2009-04-01

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