.
|
|
Le
site du refuge est essentiellement composé de micaschistes granitiques.
Ce sont des roches feuilletées présentant de minuscules anfractuosités
dans lesquelles l’eau peut s’infiltrer et provoquer la fracture de la
roche lors des épisodes de gel. Ce phénomène, nommé gélification, est
pris en compte pour le dimensionnement des ancrages et des massifs en
béton portant la structure.
On modélise les anfractuosités de la roche par des canaux capillaires
de diamètre d = 300 μm.
On rappelle que la hauteur d’ascension ha d’un
liquide dans un tube capillaire vertical de rayon r est donnée par :
ha =2A cos a
/ (rgr).
avec : A : coefficient de tension superficielle, valant pour
l’eau et dans les conditions étudiées 0,075 N.m-1
;
α : angle de raccordement entre la surface du liquide et celle du tube
capillaire. Pour l’eau dans les conditions étudiées α = 0 rad
; g : accélération de la pesanteur ;
ρ : masse volumique du liquide valant pour l’eau liquide 1000
kg.m-3.
Une salve émise à l’instant t = 0 s produit deux échos reçus
respectivement aux instants t1 et t2
par le récepteur. Seul le premier, dû à la réflexion sur la surface de
l’eau contenue dans le réservoir, est pris en compte pour déterminer la
hauteur d’eau.
|
.
.
Calculer
la hauteur ha
d’ascension de l’eau dans une anfractuosité.
ha
=2A cos a
/ (rgr) =
2*0,075 *cos 0 / (1000*9,80 *150 10-6) =0,10 m.
Expliquer
qualitativement pourquoi le gel de l’eau dans les anfractuosités de la
roche peut entrainer la fracture de celle-ci.
On donne la masse volumique de la glace ρg
= 910 kg.m-3.
Pour une masse d'eau notée m = 1 kg, le volume de la glace ( 1 / 0,910
~1,1 L ) est supérieur à celui du liquide( 1 L) . La roche bordant
l'anfractuosité va donc se fracturer.
|
-
|
|