Analyse de la stabilité des ouvrages souterrains par une méthode cinématique régularisée

• Auteur / Autrice : Armando Manuel Sequeira Nunes Antao
• Direction : Jean-Pierre Magnan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Jury : Président / Présidente : Michel Frémond
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Antonio Gomès-Correia, Éric Leca, Marc Panet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Isam Shahrour, Sylvain Turgeman

Mots clés

Mots clés contrôlés

Limites

Tunnels

Souterrains

Cinématique

Constructions -- Stabilité

Mécanique des sols

Roches, Mécanique des

Mots clés libres

Construction souterraine

Stabilite construction

Méthode calcul

Sol mou

Calcul construction

Calcul à la rupture

Résumé

Cette thèse traite le problème de la stabilité des ouvrages souterrains creusés en terrain meuble à faible profondeur. La stabilité de ce type d'ouvrages est normalement étudiée en utilisant des méthodes justifiées par l'expérience mais dont les hypothèses ne sont pas toutes cohérentes au plan mécanique. L'application systématique du calcul à la rupture et de l'analyse limite fournit des encadrements pour les chargements conduisant à la rupture d'un système donné. Le mémoire décrit la mise en oeuvre numérique d'une réforme régularisée de l'approche cinématique de l'analyse limite pour l'étude de la stabilité des ouvrages souterrains. La résistance des sols est modélisée par des critères de Tresca, de Tresca tronqué en traction et de Mohr-Coulomb en conditions bidimensionnelles et par des critères de Tresca et Mohr-coulomb pour les calculs tridimensionnels. Les calculs reproduisent les modes de rupture observés dans les travaux souterrains et sur modèles. Les charges limites calculées sont voisines des valeurs expérimentales.

This thesis deals with the stability of shallow tunnels and underground openings constructed in soft soil. The stability of this kind of structure is usually analysed by means of computational methods that have been validated by experience but are based on assumptions that are not fully consistent with the principles of mechanics. The limit analysis allows to provide upper and lower bouds of the rupture loads for any given mechanical system. This thesis descibes the numerical implementation of a regularised approach of the kinematical method in limit analysis to the study of the stability of undergroun openings. The soil resistance is modelled by the Tresca, Tresca with tension cut-off and Mohr-Coulomb criteria for two-dimensional analyses and by the Tresca and Mohr-Coulomb criteria for the three-dimensional calulations. The calculations provide a reasonable picture of the failure mechanisms that are actually observed in nature an in small scale tests. The values calculated for the limit loads are close to those obtained experimentally.