Geophysical data fusion by fuzzy logic for imaging the mechanical behaviour of mudslides

• Autores: Gilles Grandjean, Jean Philippe Malet, Adnand Bitri, Ombeline Méric
• Localización: Bulletin de la Société Géologique de France, ISSN 0037-9409, Vol. 178, Nº. 2, 2007 (Ejemplar dedicado a: Issues in landslide process monitoring and understanding = Thèmes de recherche pour la surveillance et la compréhension des glissements de terrain), págs. 127-136
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Fusion de données géophysiques par logique floue pour imager le comportement géomécanique des glissements-coulées en roches argilo-marneuses
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• Resumen
  • English

    Geophysical methods such as seismic surveying or electrical resistivity imaging appear to be well adapted to investigate landslide structure and understand related mechanisms. They allow direct and non-intrusive measurements of acoustic (P), shear (S) waves velocity and electrical resistivity, three physical parameters considered as essential to define the properties of reworked moving materials. Both methods were applied at the "Super-Sauze" site, in the French South Alps, where a typical example of an intra-material mudslide can be observed. Measurements were taken simultaneously along a profile of 325 m in length, perpendicularly to the axis of the mudslide. The P and S-wave velocity fields, as well as the electrical resistivity field, were inverted from recorded data according to suitable algorithms. P and S-wave velocities as well as resistivity tomographies are presented and discussed in term of reliability. Preliminary interpreted results show a correlation between the seismic velocities and electrical resistivity data, confirming that the simultaneous use of both methods gives complementary information on the geomechanical behaviour of the landslide. The seismic data provide information on the variations of fissure density and on the presence of deformed material whereas the electrical resistivity data provide information on the variations of water content within the mudslide. In order to go deeper into the interpretation of the geomechanical behaviour of the mudslide from geophysical data, a data fusion strategy based on fuzzy subsets theory is developed. The computed fuzzy cross-sections show the possibility of geomechanical hypotheses to be realized in specific areas of the tomographic cross-sections highlighting the places where plastic or solid-body deformations could occur. This information is consistent with the geotechnical data and the borehole inclinometer measurements available for the mudslide.

  • français

    Les méthodes géophysiques, comme l'imagerie sismique ou électrique, sont bien adaptées à l'étude structurale des glissements de terrain et à la compréhension de leurs mécanismes internes. Elles permettent des mesures directes et non intrusives des vitesses des ondes acoustiques (P), des ondes de cisaillement (S) et de la résistivité électrique, trois paramètres considérés comme essentiels pour définir les propriétés des matériaux géologiques remobilisés. Ces deux techniques ont été appliquées sur le site de "Super-Sauze" (Alpes Françaises) qui comporte un exemple de glissement-coulée. Les mesures ont été effectuées sur un profil de 325 m de long, perpendiculaire à l'axe de la coulée. Les tomographies des champs de vitesse P et S, ainsi que la résistivité électrique, sont présentés et discutés en termes de fiabilité. Des résultats préliminaires montraient déjà des corrélations entres ces paramètres en fonction de la portion du site étudiée : les paramètres sismiques apportent des informations sur l'état de fracturation ou de déformation en cisaillement des matériaux ; la résistivité électrique apporte des informations sur l'état de saturation en eau du matériau. Afin d'aller plus loin dans les techniques d'interprétation géophysique, nous proposons une méthode de fusion des informations géophysiques basée sur la logique floue. Les nouvelles coupes, après fusion, montrent la possibilité que des hypothèses géomécaniques (déformation fragile ou plastique) se réalisent au sein de la coulée. Ces coupes restent au premier ordre en accord avec les études géotechniques réalisées sur le site. Les écarts observés pourraient être réduits par une meilleure connaissance des paramètres physiques du matériau, paramètres qui sont à la base de la construction des fonctions d'appartenance de chacune des hypothèses.