Transcript
Page 1: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

HAL Id: ineris-00145379https://hal-ineris.archives-ouvertes.fr/ineris-00145379

Submitted on 10 May 2007

HAL is a multi-disciplinary open accessarchive for the deposit and dissemination of sci-entific research documents, whether they are pub-lished or not. The documents may come fromteaching and research institutions in France orabroad, or from public or private research centers.

L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, estdestinée au dépôt et à la diffusion de documentsscientifiques de niveau recherche, publiés ou non,émanant des établissements d’enseignement et derecherche français ou étrangers, des laboratoirespublics ou privés.

Collapses of underground cavities and soil-structureinteractions : experimental and numerical models

Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib

To cite this version:Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib. Collapses of undergroundcavities and soil-structure interactions : experimental and numerical models. 2006, pp.311-316. �ineris-00145379�

Page 2: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

��������������� � ������������������������ �� ������ ���������

���� ��������������� ������������

��� ������� !�"������#��$%!����&�'%�������������� �������������������������������������� �!���"��#���"���$�%����"

&�����'��� �(�)�����*�+,) -�.�,)��� �/)�����0 ��)+-���/1�

��� �$�(�#)��"������"�-����2 ���3�4)�����)���'���5�6�������7���$��%����"

�*�� ���� �� ��� �� �� ')'��� �� -+�������� ���)� ��� ��� �(� )� � �8��-� '���,���� �� ���� �� 9�� )� ��)-� )''��)�� �� �(� )

'��� )-�,��-�)���)���,� )-�,����/�% �����1�)--�����'��� )-�,��-�: --�������9 � ,�� ���)-����9- �,)�� )-� ��)

�,)--+�)-�,��-�)--�: �(�1�--�������--��������� � ���/�;�����9- �,)�� )-� ��,�� 1 �� ����������$� 9 ��)���� �

1� � ��)-�9�)� ���/�;���� -�,)����1�)��)(�� ,�� ����<6/=5,�: ��)����'����6/56,�� (�>�,)8�� ��'��� 9-�����'�����)

� �8��-� : ��� )� �)-� 1)���� �1� ?�6/� ;�� ��� �1� )� 9� -� �(� ,��-� : --� )--�:� ��� ��� ���� ��,� - (��� ��� ��� �� -+�������

���)� ������ �(����� �8��-/

&�+,� ���.�� �8��-���� -+�������� ���)� ����'��� )-�,��-����,� )-�,��-/

-��*.�������

;�� (�)�� ��9� ���� ���-�� 1��,� ��� �--)'��� �1

����(������ )� � ��� :����� ,)�+,)�� ��� 1��,�

�)���)--�� 9�� :)��� 1-�:� �� ��-�9-� ��- �� ,)��� �1� ��8�/

���� ���� �� @A"�B��� )-/�� �66�C@!"DE�"���66�C� ���:

��� �)� ���� ,')�� �1� ���� '���,���� ��� ��� $ �� �(

�������� ��)�� �(� ��� ��� ���1)/� F� : --� ������ ���

'���,�)� �� ����� ��� ���, �� ��� ,')��� ��� ��

9� -� �(�/

���$'� ,��)-�,��-��� �(�)��)�)-�( )-��� -�: --�( ����

��,���)- �)� �� ���-��/� ;��� )� ��,� )-�,����� �� �(� )

��'-�� )''��)�� : --� 9� ���'� : ��� ���� ���-��/� ;�

1�--�: �(� ��'� :��-�� 9� ��� ������ ��� �1-��� �1� �)� ���

')�),����9��� �� ���������'��'����1��� ��')'�/

/� %0���0+�����������

;�� '��� )-� ,��-� ���� �� �,'���� �1� )� � ( �� ��-� �

��)'� 1�),� ��)��: --� � �� ��� �� -�,)��/� ��� �,'� ��� )

�� � ��' ��� 1��,� ��� :��8� �1� ��B��� @��B��� �� )-/�

��=C/����)--�:���)� �(����)� ��� ��)������--��:)��: ��

� 11���� ��'�/� ;�� �,)--� ' �� )�� 9� ,���� ��:�� �

����� ��� �'�� ��'� 9�� ��'� ��� )� ��� ��� -� ��� 1) -��� �

�)��/

% (/��G �.�;������9��: ������)'')�)��������)�����)� ��� ��:� ��)���)

9� -� �(�,��-/

")��,�� �(�' �� ���� ''��: ���)��,)--�1��������� �

��������,)��������)� )� �����1����1����)''- ��9����

�� -�,)�������� ��)'')�)���/�;����������)�����������)

�,'����:� ���8���� ����)���)��( ���� ,/

;��1�--�:����,��,���� ������� -�,)����)�� ( �)-�),�)

������ ��� ��� �),��,'���� �)8��'�������1� ���:��-

�� �(� <���� 9��� �� -� ,)��� )��� ��� 9� -� �(� ,��-� :��

���>/� ;���� '������ )�� ���� ���� 9�� )� � ( �)-� ,)(��

��1�:)�� <4)�� -� �,)(��� !-� ,���� 3� A ( �)-� �,)(

����-)� ��>����-�'�� ��������������� �� �����2���

-)9��)����� @;E��H��� �� )-/� ��=C/� ;�� '� � ��� �1� �� �

,����� �� -��� ��� ? 66� ' $-� �� ���� (���� ��� � ���/

FH�;"�@FH�;"���)-/���66�C����:��-)�-�� ���'����)��

��������1�����,�����)() �������'����(�),,���/�F ��

��� '����� )'')�)���� )��� ���� ��� � ����� ��� '� � ��� �

)������ ?�6� ' $-/� ;� �� ����'����� ��� �6I,� 1��� )� � �(-

��'-� �1� '������ <6/J,,� �� �)-� �)->�� ���� ��11 ��� 1��

���������/

;���)-�1)��������1������� 11��������� ������),����.

?�6� 1��� ��� -�(��/� ���,)�� )��� ��,� '��9-,��: ��� ��

���)� ����9�:�����,�)-- ������)����������������

��� ��� � K� �1� ��� ������ 9��� ��� '��'��� �1� �� �� ������ �� ��

�9���������)- �)� ��)�'���1����'���,���/�;������

)�� �� ��) �-��� ��-�� ����� ��� ��-�,�� � ,)��� �1� ��

)�)-�( )-��� -� ���58�?,�/�;���)-�1)����1��� ���,)��� �

���� �/� � ��� )--� ��� � 11���� �-)� ���� 9�:�� ��� �)-

1)����� ��� 1�--�:� ��� -):�� �1� � , -)� ��� @A"HE���"� �

���E�A�� �= C� @#�D��;�� �66�C�� �� )'')��� ��)�� ��

�)-�1)����1������������)���1�������� 11����,����9��?�6/

���� ����������

;�� : ���� �1� ��� )� ��� ��)�� )�� 9� � ,�-)��� �� )�� -)��

�5,,���'� ����56,,�9�� 6���'���1��5,,� < ,� ��� 6,� �

�)-��)->/������ (���)��9��5��56��=5���� 66,,�< �����,

�� �)-� �)->�� �����91��� ���9( �� �(��1� ��� ���/�;�

1 (��� ����:�����)'')�)������������ ,�-)������)� ����1

���)� ��/

���� ����� ������������

F� ��� )� ��H�""#"��� @��H�""#"���� �5�C� ,)�� )-

�,'�����1���� 11����� K��.������)���5,,��1�� ),��/��

1�--� '����)� ��� �1� �� �� )�)-�( )-� �� -� )�� 9� 1����� �

Page 3: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

AE�DH"�BE�@�66�C/

;���9�������1��,)� ����1�)�� �8��-��)��-)������-)��� �

����� -�,)���,����9���� �/����:)��)� ���9����)8 �(

�������������� ��)��)��������-�� ����1�(-�/�;�����

��)8�������)��'�������������9��)����� ����� -��,'-�

�����)� ��/�;:��� 11����,)�� )-��)�� ����9�,'-���

��� ��� ���� 9�/� ;� �� �)�)�� �� �� )�� '������ �� ��

�)9-� /

;��� ,�� �����1� ���� 11���� -)���� �� ��� �� -�,)��� )�

'������ ������)9-��/

�� ��� ������� ����� �������

#)� ��� - �/� 56���� 66 ��+�� 6

���� ���� - �/� 56���� 66 �=+�6 66

;)9-� �.���)�)�� �� ���1�����:��,)�� )-������'��� �(����1�--��)-

�)-��/

����� � ����� ������

#)� ��� - 5,�@�,C =5,�@�6,C ��'

���� ���� - L5,�@�,C =5,�@�6,C )9������)� ��

;)9-���.���,�� )-��)�)�� �� ���1������ -�,)����1�--��)-�� ,�� ���

9�:��9�)8��/

���� ��������� �� ����

��� :)�� �1 ��� �� ����� ��� ,�� ��� -):�� �1� � , -)� ��

,'���� 9�� ��� ��� �1� ��� )�)-�( )-� �� -/� 2) �-�� ��

�� 11���� )��� ��� � ,�� ���� 1�--�:� ��� �)-� 1)����/� F

8��:���)�� �� ���� ��� 11 �-�����(��)�(�����,)--+�)-�,��-

��� ������ ��� 1) -��/� ;�� 9� -� �(� ,��-� �� �� (��� ��

�'�����)�� ,'-���������: ���-)�� �9�)� ����9���: ��

�1��,)� ���,���,��� ,'���)�����)��)��)-�9� -� �(/�;� �

)--�:�� ����� �(� ��� �� -+�������� ���)� ���� �� )

��)- �)� ��:)�/�;�� 1 (����� --����)��� )� �'����)� ����1

��� �������� ���/� ��� �)�� �� �')���� )�� ����� 1-���� �')�� )

(������1-����)���)�1 ����1-���/��,)--�,�)-- �,)����)��'��

�������1-���� ����������(��)�: (���1��������������-��

�������)-������)8 �(�)������1�����)-�1)���/

;�� ��-� �1� ��� 1����)� ���� )�� '��� ����� 5,,� �1� �� -

<�6,� ��1�--��)-���)�����1�����-�->/

;�� �������� �� �� ''�� : ��� ���) �� ()�(�� )��� : ��

� �'-),����������<���!A;>��������)����-/�;���)�

�������������),��,'��������1������1���������/

% (/��G��.�;��9� -� �(�,��-/

��!� ������""�#� �����

;:�� � 11���� ����� :�� )�� �� ���/� ;�� 1 ���� ��

����'��������(���1 -����� � ��/�;��)� ���:)���)��

9��,�� �(����������' �� ��1 ����'�/�;���)���)9-

)� ��� �� �9�) ����:���� � ,�� ���� )�� �56,,� ��: ���

)���56,,� ��� (��� < 6,�9���,� �� 1�--� �)->/����� � 9-

� �'-),���� ��-�� 9� ������ ��-�� ��� � ( �)-� ,)(��

)--�:�����,)������������,)--��1��,)� ����)1���������/

;��� ��,� :)��� �� )���� ���'� 9�� ���'� �� ���� �,)--

��)�� ������� ��������1� ���)� ��� ���1/�;��'��'���:)�

��� :)8�� �� �� )�)� ��� -� ��� 1) -��� �� �9�) ��/� ;�

9( �� �(�� �8��-� ��)�����:)���������'��1������� �

-)������� -��9�) � �(�����,'-��1) -����1����)� ���<% (/

�>/

% (/��G��.�4���������: �(����9( �� �(��1����� �8��-�<�'>�)�����

��9� �������������1)�<��:�>/

;�� ����� ���� �� '�1��,�� �� ��� �),� ��� � ���*� ��

��-�� � 11��� �� ��� 9� -� �(�,��-� ��)�� �(� ��� ��� �� -

���1)/�;���),�'������ ����������)�����)� ���)��

���(�����1) -��/�;������������)����������(����������)�

���-1��1����)� ��� ��� ��-��)9�����������1����)� ��

<% (/� >/

��$� ���� �� �#����

% ���-���: ������(���1 -���������� ,'���)���,��,������

��� (������ ���1)� )�� ��� )9-� 91��� ���:)8� �(� �1

������ ��-)�������:������)� ��� ��: ���'�/�;�

� ( �)-� ,)(��� '����� )--�:�� ���, � �(� )� ,)$ ,)-

,��,����1�6/�,,���� �(������ 11������'�/

F������� �8��-� �� � � )���9��)�� �(���,�:)��� �� ��

��� �� �� -�� ��� ,��,��� 9( ��� ��� )'')�� ��� -� ��

�,'-�� 1) -��� �1� ��� )� ��/� ��� ��� ��� �1� ��� ����� ��

1) -����1����)� ��� �������,'-��.���-�����-1��')����1���

��� ��-)����)��9��8��)���1-�� �������)� ��/�;��� (��

')��� ���� --�����)�( �(/

;�� 1 (��� �� ���:�� ��� �:�� ,) �� ��)(�� :��� ,'���)��

��9� �����)�������'��1������ -�,)��/

Page 4: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

% (/��G��.�����1 -���������� )-����1)�,��,������� �(�����:��-)��

��'��)������48����/

;��,)$ ,�,����-,��� ��)''��$ ,)�-����,,�< �=�,� �

1�--� �)->/� ��� �� ���� -��� ��� ���� (����1� ��� )� ��/�;�

: ���� �1� ��� ��9� ��� ����(�� �� �56,,� < J,� �� 1�--

�)->/��1�:��������)''-�����48�1��,�-)�@AE�D"�BHE�

�66�C� ��� �� �� )� ��� 9�� ��� �� �(� )� ��-)�� �� �)-��

)� ��� <�� @���A�E�� �� )-/�� �66�C>�� :� (�� ��� M�48

����N�'-��������1 (����/�;��� ����� ,'���)���� 11��

: ������$'� ,��)-����-�/

×=�

,)$

��� <48�%��,�-)>

;���� ��� 1��)��� �1� ��� �� -� ��9� ��� �� (��� 1 -�

��� � ���� �� �� �� �)� �1� �(� �� �' �� �1� ��� � 11��� �1

1) -��/

;�����-����9�) ���1����������: ������9� -� �(�,��-�)�

�� �� � 11���/� % ����� ��� 1) -��� �1� ��� )� ��� :)�� ,��

�����/� ����-�� ��� 1) -��� ,�)� �,� �� ���� ��� �),.

9���� ')���� �1� ��� ��� �� -)��� 9�)8� )��� 1)--� ���� ��

)� ��/�;��1 (���5� --����)������� 11��� ��9����)��/

% (/��G5�.�A 11����1�1) -���1���9���������<')�� )-�1) -���������-1��

�,'-��1) -���������� (��>/

���)����-��)���')�� )--�����������9� -� �(�,��-�������)'

�1� ��� ��9� ��� ����(�� �� � 11���/� ���� )�)� ��: ��� )��

,��� )��,,�� /� ;�� 1 (��� �� ���:�� ��� ��9� ���

�9�����1�������:�������)������),���'/

;��,)$ ,�,���� )-�,��,��� ���JO��,)--����)��: ��

��� 9� -� �(/� E�� ��� ����)���� ��� : ���� �1� ��� �����

)�)� ����O�,��� ,'���)��/�#��������-�,��1��������(�� �

� , -)�� 1��� 9���� ����� .� ��'� �-�� ���,�� �� (��� 1 -�

)����J ,��: ������9� -� �(/

;�� -)��� '� ���� 9��� ���� ��� -��� ,'���)���� �� ���,)$ ,�,

�-�'/� ;�� � 11��� 9�:�� ��� �:�� ����� �� ,'���)��� .

��/=O�1������(���1 -������)��� =/�O�: ������9� -� �(/

"�������(�� ��9����)��� ��:��-��9������),)()9-�1��

)� 9� -� �(�� ���� ����� ���:� ��)�� �� ��-�� 9� ���� ���

11� �� ��� ��� ��� ��� �� -+�������� ���)� ���� :��

����� �(����11���1�)�� �8��-����� , -)��'���,�������)

9� -� �(/

�1�����-)� �����-,����)��,���1 �-���9������ ��:��-�

)'')�� ��)�� ��� �1��,)� ���� �� ��� �������� )�� ���

� 11����)�����:�� ������)9-��/

% (/��G��.���,')� �����1������9� ����9�:���������� ��(���1 -�

)���: ������9� -� �(�,��-�<���)���:���'��������'�� � ����1����1���

1����)� ���>/

%&� � � %��&��� ��#�� �"���� %��&��'����%%(

+� ��/=O 5/ O

�+� ��/5O =/�O

�+� /�O �/�O

;)9��G��.���,')� �����1�����-�'��1����������� 11�����')����),��9�

�����,9���1�����:��1����)� �����- , � �(���,/

;�� )''��)�� �,,��-�� ,'-���� <��� � �'-),��� �

(��� 1 -�� )�� )''- �� � ��-�� ��� ��� 9� -� �(>� :��-�

��� �������,��� ,'���)����1��,)� ����)���,��������

���:���(�'-)� �,')��� ��� ��� ���-���( ���9�� ��� �� -+

�������� ���)� ����)''��)�/

1� %0����� ����������

;�� �,'��)� ���:)�� ���� �� �(� )� ��'-�� )''��)��: ��

%����A�)���4%��A/�;��4)�� -��%-�:�����<4%�>� �����

��� ,��-� ��� �� -� )9��� ��� )� ���� :��� -)�(

� �'-),���� ����-�� 9� �9����/� %���� �� ���

���:���-��)���� ���,�)''��)��:��-��9��)� �1� �(/

;�� 1 (��� =� ���:�� ��� �:�� � 11���� �( ���� : ��� �� �

��'� ��,��/

;�� ,��-� ���� ��� �),� � ,�� ���� )�� ��� $'� ,��)-

�����.�=5,�: ��)���56,�� (�/

;�� %���� (� �� �)�� )� �� ��)'/� ��,� -,���� �1� ��

����'��� �(�,��� )�� 9� �,���� ��� �(� ��� � ,�-)� ��

�� ����� ��� �'����� ��� �)� ��� �1� ��� )� ��/� ;�� �),

��'��)������ �������,� )-�,��-���)����������� ����

$'� ,��)-����/

%���%����� ������� ��� �� -):������ ��-)�� � - �)����

������1)����)����-���,)--��1��,)� ���:��-��9��9����/

4��� )-�����

48

Page 5: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

% (/��G�=.����'-��)''��)��: ���%����)���4%�/

;�� 4%�� ')�� -�� '����� )� ��� �� 1� � ��)-� -):

�����--�� 9�� , ��+')�),���� ���� )�� ��-�,�� � ,)���

���,)-�)����)�(����� 11�����1� � ���� ///�;���)�)�� �� �

�1� ���(-�9)-�9�)� ����� - 8�"�� P��Q�� ��R�� ��'� �-�� ��

�� 11����� ��� 4� ����� �11 ���� ��� 1� � ��� )�(-�� ��

��� ��� )��� ��� � -)�)��� )�(-�� )�� ���� 9� � ��-�

���, ��� 1��,� ��� -�)-� ')�),���/� ;��1��� ���)-

9 )$ )-� �����:��'�1��,�� ������� ������, �� ���9��

��� �1� , ��+')�),���� 1��� ��� ')�� -�� �'���� �(� 9���

��� ��)���1� � ��)-�)�)-�( )-��� -�/

E���� �� ����������1�--�: �(���'��)��)''- �����(����

9)� ���,� )-�,��-.

•� ���)�� ��� ')�� -�� )��,9-�� �� 4%�� )��� �)�

��)9 - K)� ��/

•� ��)�����%����(� ���,�� 1�� ��)���' 1 ��)����)�

��� � � )-���������� � ���������(�)� ��/

•� ��� �����'- �(�1 ��)--��9�:��%����)���4%��)��,)8����:��-�����,���)9 - K/

•� ��)�� ��� ��� ��� �� ��� �' 1 �� 4%�� �( ��� 9�)�� �(����)��9�����< ������)��� ���5,�-)���)9��� ��

)� ��>/��)9 - K)� ��/

•� ��)�� ��� )� ��� ��'� 9�� ��'� 9�� �,�� �(� ��

����'��� �(�,��� ��%���/

•� F������1�--�: ���� ���)���<�56,,>��)�'��������

:)8�� ������ �� -)��� ��)''- �/�;��9����� -�)��� �

���, ��-��1����)� ������1��)���� ������(�������� �

����� ��� � ,�-)�� ��� 11�� �1� ��� :)��� ���� �� ��

$'� ,��)-� ����/� ���)-� ��'�� )�� ���)��� ��� -� ��

1) -����)''��/

•� F��� ����--)'�� ���,'-��)�����)9 - K���� 11���

�)�)�� �� ��)��,)���������,')��������-���: �����

'��� )-�,��-/

���-���)����-��'������1���(��1 -����� � ���/

2��*�� �������

;�� ���-��� 1��,� ��� %���+4%�� ,��-� : --� 9� �,')��

: ��������1��,����'��� )-�,��-/�% (���J����:�������)�

�1������9� ����)��� 11�����,'��)� �����'�.

/�;��,��-� ����)9-�< � � )-���)�>/

�/�;��)� ��� ��: ���'��9�������)����� -���� K��� ����)9-/

�/�;��1) -��� �� � � )���9���(�)� �(����9����'��'�� �/

�/�;�� 1) -��� �� �,'-�� )��� -)�(� ��9� ���� )'')�� ��

������1)/

��)(� ��)(��

��)(�� ��)(��

% (/��GJ�.�A 11������)'�������1������,� )-�,��-/

;:��,) ����)���)��9����� ����,')�� �������-���: ��

�������'��� �(���� �����$'� ,��)-����/

;�� 1 ���� ��� : --� 9� ��� -)��� ��'� �9����� 91��� ��

�(�)�)� ����1� ����)����� -� -)��/�;��,) ���)�)�� �� �

�9����� )�� ��� ,)$ ,�,� � �'-),��� ��� ��� (�����

���1)�� ���,)$ ,�,� �1-� ��� ��� ��� ���1� �1� ��� )� ��

)��������-�',����1���������� ������� -�,)���:�����

)� ��� ���)��/

;�� ����� ��)�� �� ��� ���: ��� )� �,'-�� 1) -��� �1� ��

)� ��/� ;�� (�,�� � �)�)�� �� �� �1� ��� ��9� ��

����(�� <,)$/� ��� )-� � �'-),���� : ����� ��-�,�� ��

,)$ ,�,� �-�'>�� ��� ��-�,� �1� �--)'��� �� -� )�� ��,

')�),���� ��)�� )�� ���� ��� )''� )�� ��� �-�)�� �1� ��

,��-/

!��� �������������

;��� �'-),�����9������)��������1)�)�������,)--

1��� ��� $'� ,��)-� ���� .� -��� ��)�� 6/�,,� ���, ��� 9�

��� � ( �)-� ,)(��� ,����/� ;�� � �'-),���� )-�-)��

: ��� ��� ��,� )-� ,��-� )�� ,��� ,��� ,'���)��� .� ��

,)$ ,�,� �� -��� ��� 5,,/� ;�� �),� �9���)� ��� )�� 9

����: ������,)$ ,�,��1-$ ������������1��1����)� ��/

;��� ( �)-� ,)(���( ���6/�,,�1��� ���$'� ,��)-� ����

:� -� ��� ��,� )-� ,��-� '������ )� ,)$ ,�,

)''��$ ,)�-�� �� �)-��� ��� 5,,� <��� � �'-),��

�9�����������(���������1)>/

;� ����(�� 11���)��9�$'-) ���)�� -)���')�� )--�/�;�

������� ��� ��� ��� �� ��� ��,� )-� ,��-�� ���)�

9�����:�� ���/�H�:��� )� �)�)�� �� � �1� �� �� ��'� �1

9���� �����)--�:���,����)� ��)-�,��,���9�:������:�

')�� -�/����9�� �(�,�,��� ����)��, ����9���� ��9���/���

�� �� �� � 11���� 1��,� ��� ��� �1� ��� )������ (-�� �� ��

)�)-�( )-���� ���� -/�;����)���) �� ����)-�1���,��1

�1��,)� ��?)�)'�)� ��� �� ��� �)��� �� -� -)��� �)�� )�

�������)�9�� �(��� 11����,���:)8����)��:�)��:

:��-��- 8����,��-/���� ,'���,���1������1�����������

�1�4)�)---�#���� ��4%��:��-��9�,��� ����� �(��9)��

�� )--�:�� ��)��, �� �(� )� 9�� �(� ,�,��� 9�:�� �:�

')�� -�/

% (��� �� ���:�� ��� ��-�',��� �1� ��� ���)�� 1���

9�:�����')�� -�/

Page 6: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

% (/��G��.�A�-�',����1�����,'��� ���<9-)8>�)������ ���1���<��>

:������)� ��� ��: ���'�/

��� �(� '���,���� )�� 9� ��� �� 9-)8�� �)8 �(� ��''���

�������(�/�;� �� �� ���-�)- K)� ����1� ���,���� ,'���)��

�,'��� ��� )�)�/� E�� ��� �''�� ��� ��� ��� ��� �� ,) �-�

-�)��� �����-�:��')����1�������1��1����)� ���)��� ����

�''��')����1����9),������''����< ���)�8�(��>/�;��� ����

,'���)��� ������ �� ��� ����� ')���� �1� ��� �� -� ,)��/� ;�

1� � ��)-��� -� ��������9, ������� ,'���)���������/

!��� ����"����#�

;��1) -��� ��)�� �� ,'���)���9)��� �� ����'����� ��� ��

,��� ,'���)���������1���)�9� -� �(���)�� �(�������(�����/

;��9�)9-����1��)�������1��,)� �����1������ -�,)���: ��

)�(�����- )9 - ��� ��1���),��)-/

% �������� �'-),������������ -����1)�: --�9��,')��/

% (��� 6����:������:����9� �������(��/�;�����-)� ��

�� (����� ��� ����(�� ��� 1) -���,�)� �,� �� ���� $)�-�

����),�9�:�����$'� ,��)-�����)�������,'��)� ��

<1/�% (���J>/

% (��G 6�.���,')� �����1����$'� ,��)-�)���)-�-)������9� ��

����(��/

;��: �����1� ���������)�)� ������ � , -)�� �� ��� �:�

)��/��� �,)--� � 11��� )�� 9� ��� ��� ��� �)-�� �1� ��

,)$ ,�,� ���-,��� .� ��,,� < �=�,� �� 1�--� �)->� 1��� ��

$'� ,��)-� ���� )��� �J,,� < �5�,� �� 1�--� �)->� 1��� ��

��,� )-� ,��-/� ��� �� )� (���� ���-�� 1��� ��� %���+4%�

��'-�� )''��)��� ��� ����(�� �� :��-�� 9� ���)��� ��

��1 �,������9���)� ����: ���������������-��/

;���-�'���1�����:�������)������-����)�������6+�5O

1��� ��� '��� )-� ,��-� )��� �=+�6O� 1��� ��� ��,� )-

)''��)�/�;��,) ��� 11��� ��-�)���������-1��')����1

��� ����(�/� ��� �� $)�-�� :��� :� �)�� ��� �� ��

� 11����1�1) -���,�)� �,�9�:������:������/

;�� -)��� �� �(� ��)�� ,)�� 9� ���� �� �� ��� ��-�,� �1� 9���

��9� ���)�)�)����--)'����� -� �����)� ��/���� ��-)�-�

)'')������% (��� 6�� ��� ����(����-�,��)������� , -)�.

��5,��1��������,� )-����-�����������,���-�����)���O

� 11��/

%�������--)'�����-�,��1��� -�� ��:)���������) (���1��:)��

������, ��)��)��)����-�,/����1)���:����, �����

��-�,��1��� -���)���)��1)--�� �������)� �������������-�,

�1��� -���)���)��1)--�� �������)� ���'-��������-�,��1��� -

��)��,���� ��� )�� �� �� '-)/� %��� ��� $'� ,��)-�,��-�� )

��-�,� �1� ���,�� �� 1����� :� -� 1��� ��� %���+4%�

)''��)��� �� �� �56,�/� ;�� � 11��� �� ���� ,'���)���

,�����)���6O�-��/�;���)���� ����)��1������$'� ,��)-

���-������)�)-�( )-��� -� ����� ����)��9 � ,�� ���)-/���

������)��1)��)������������)���-- �)�/�% (��� ����:�����

:--�:�)��)��)--���)''��/

% (/��G �.�A ������: ������)�)-�( )-��� -/

;������� ,)(���'���� �(�( ���)�S1)-�T���-�,�1�����

�--)'��� �� -/� ��� �� ���� � , -)�� ��� ��� $')�� ��

'���,�����9����� ���)-��� -��9������: ���)��)-�����

,��� ,'���)����,')������:�)��:��-��9�$'��/

F ��� 4%��� ��� ')�� -�� )�� �)--�� 9 � ,�� ���)-�� ��� �� �

����'��� 9-�����9���������� �(/

F� )�� ���, �� )�� � , -)�� $')�� ��� �11 ��� �)8 �(

)������1������:���)-��.�

����

������ �� ��

�� =

%��� ��� ��,� )-� ,��-�� B� :��-�� 9� �6�� :� -� ��

$'� ,��)-����-���� -��)��)-���1� ��5/

3� ����������

;�� ���9-� )''��)�� �� �(� )�� $'� ,��)-� ,��-� )��� )

��'-��%���+4%��,��-�)--�:���9��� �(�����)� ����1

)� � �8��-/� ;��� )�� ���� �,'-,��)��/� ;�� '��� )-

,��-�)--�:������'�����)�)���1�������)���������, �� �

�,'-�-��: ���)�- , �������1�')�),���/

;�� ��,� )-� ,��-� �� �(� )� ��'-�� )''��)�� �� 1 ���

)- 9�)��� ��� ���� ���-��� )��� ���:�� '��, � �(� ���-��/

�����-��� ���)�� ���9� ,'����� �� ���,��-- �(��1� ��

��� ��-)���)������,��-�)��,)--�)���� ,'-�9� -� �(�- 8

��� ��� ���� �� ��� $'� ,��)-� ,����/� %�����

��-�',����: --� �-������)�)-�� ���1����)-��)-�)���

-���9����8��:��)�������)-�)� ����1�����-�)���1���

��,� )-�,����/

�1���

@#�D��;�� �66�C� #�D��;�� D/� <�66�>/� �������� ��� )�$

11����U��--������-)���� ��)�������������/��������

�����������4)� ����55'/

Page 7: Collapses of underground cavities and soil-structure ...Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault, Richard Kastner, Marwan Al Heib To cite this version: Matthieu Caudron, Fabrice Emeriault,

@���A�E�� �� )-/�� �66�C����A�E��2/��2�;H�"��4/�

"2"�����;� %/� )��� ��� H"�#� 2/� <�66�>/

"11����,�����)� ����������) ����� ���)� ���)�

-�� ����)(�� �� ���1)� .� )''���� $'�� ,��)-� ���

,��V-�)�)-�( ���9 � ,�� ���-������������������ ��

��� �������������� ��� ��� ����� ���� ����� � ��������

W� ���66�����5+���/

@A"�B� �� )-/�� �66�C� A"�B� E/�� ��� H"�#� 2/�

��"��%%�"7�7/��FEX;BEF��B�%/� )���HE2��A

%/� <�66�>/� 2������ �� '��� � ��� ��� ��(�)�)� ���� ��

��������� 9Y� �� �� K��� �U)11) ��,��� , � �/� �����

!���"��������������������� 66. 5+��/

@A"HE���"� �� ���E��A�� �= C� A"HE���"� �

���E��A�< �= >/����,��V-������ ��������������

��� �� � -/�#$�%#�� J�'/

@AE�DH"�BE�� �66�C� AE�DH"�BE�� �/� <�66�>/� "���

$'�� ,��)-� �� ��,�� ��� �� ,��V-� ���� �

9 � ,�� ���-� ��� ���,��� �U��� ����-/

A��-�'',��� �U��� -� � �� �,'���,��� �'� 1 ��/

&#� '������ ���� ���� �)� ��)-� ��� � ��� �''- ����

������/� �J'/

@�;�������66�C��;����������-� �(�����'�<�66�>/�4%��A

�/ �2)��)-�'��� ���: ������4%��A���/

@��B�����)-/�� ��=C���B���;/��Z���/�)���7�2�D�B�

H/�< ��=>/����)������,��-������)�����,� )-�)�)-���

�1� ���-,���� )��� )���� '������� ��� ��� ����-

$)�)� ��/���� �����!�������������=.� +��/

@4"�B�� ���C� 4"�B� < ���>/� A'� $)�)� ���� )��

����-- �(� �� ��1�� (������� &���������� �(� ��� )�

����������� �*��(������������� �+��������!���������

,����������2$ ����.��5+��6/

@��H�""#"���� �5�C� ��H�""#"��� < �5�>/� ��

,�)� ���'����-��������)������� ��/�*�����������

��� �-�������������������������.���=+��=�/

@;E��H��� �� )-/�� ��=C� ;E��H��� �/�� 2E�"�;��� %/

)���#���";�2/� < ��=>/�2 ��)��'� ����U�������--

,������ �� ,���� �� �),'�� �� ��1��,)� ���� ')�

����-)� ��� � ��� �U ,)(�� ��,�� ����� ,�������

������ � �(� +������� � ,���������� #�2""� �G��

��. �=+�6�/

@!"DE�"���66�C�!"DE�"��4/�<�66�>/�4� �����,'����

� ��� �� � ���-�� ��� �� (�'�� �)��� -�� '��W��� �

������� ��/�������!���"��������������������� 66.= +

=�/

@FH�;"���)-/���66�C�FH�;"�A/��;�B"�F/�)���#E�;E�

2/�<�66�>/��� -���1��,)� ���,)���,����� �(�')�� -

,)(� �-� ,���� <4�!>� )��� '����(�),,���/

�������������5�.� �+�� /