Thèse soutenue

Calcul des tunnels profonds soutenus, méthode stationnaire et méthodes approchées

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Auteur / Autrice : Chifei Guo
Direction : Duc Nguyen-Minh
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences appliquées
Date : Soutenance en 1995
Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
Jury : Président / Présidente : Alain Ehrlacher
Examinateurs / Examinatrices : Richard Kastner, Gérard Vouille
Rapporteurs / Rapporteuses : François Descoeudres, Michel Panet

Résumé

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La modélisation des tunnels en cours d'avancement doit rendre compte d'une interaction de nature tridimensionnelle entre le soutènement et le massif sous l'effet de l'avancement des travaux (creusement, pose du soutènement). Avec l'hypothèse centrale d'un avancement stationnaire, nous analysons dans ce mémoire, les moyens pour améliorer les méthodes d'approche habituelles : l'approche directe et l'approche plane, en particulier, la méthode de « convergence confinement ». Pour cela, nous considérons un problème type contenant les composantes essentielles du problème réel, à savoir, une géométrie de tunnel de révolution dans un champ de contraintes initiales anisotrope. L'approche directe combine l'avantage de la « méthode stationnaire » avec le « développement en série de Fourier » des solutions, qui permet de traiter un problème tridimensionnel à chargement variable comme une série de calculs bidimensionnels sur une géométrie fixe. Cette approche permet d'analyser par des études paramétriques, le mécanisme d'interaction entre le front de taille et le soutènement de tunnels profonds. On met ainsi en évidence un principe heuristique appelé « Principe d'Interaction ». Ce principe est supposé universel, étant indépendant des caractéristiques des modèles de comportement testés (élastoplastique, viscoplastique) et de l'anisotropie du champ de contraintes initiales. Dans l'approche en déformation plane, l'intégration dans la « Méthode Convergence-Confinement, du Principe d'Interaction » associé au « Principe de Similitude » antérieurement mis en évidence, permet de lever l'indétermination sur l'instant de pose du soutènement. Nous proposons ainsi une nouvelle approche en déformation plane des tunnels profonds entièrement autonome. D'abord établie pour le problème de révolution en milieu élastoplastique, cette méthode a été ensuite étendue au cas plus général ou les contraintes initiales ne sont plus isotropes ou au cas d'un massif viscoplastique.