Interaction sol-structure lors d'opérations de micro-tunnelage

= Soil-structure interaction during microtunneling

• Auteur / Autrice : Annabelle Phelipot
• Direction : Richard Kastner
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : laboratoire de Géothechnique , INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation numérique

Travaux sans tranchée

Interaction sol-structure

Mots clés libres

Génie civil

Microtunelage

Canalisation sans tranchée

Interface sol canalisation

Front taille

Résumé

Ce travail s'inscrit dans le cadre du Projet National de Recherche français ''Microtunnels''. Le rnicrotunnelage est une technique de pose de canalisations sans tranchée. Elle consiste à foncer la canalisation à l'arrière d'un microtunnelier ayant les fonctions d'excavation, de marinage et de guidage. Cette méthode récente, permettant de réduire les nuisances liées à la pose des réseaux en tranchée, se développe principalement dans le cadre du génie civil urbain. Cette étude essentiellement expérimentale concerne principalement les problèmes liés au frottement à l'interface sol-canalisation, à la stabilité du front de taille, et enfin aux mouvements induits au sein du massif de sol traversé. Une première phase d'observations de terrain, basée sur le sui vi complet de chantiers de rnicrotunnelage dans des conditions de sol diverses, comportait la caractérisation des terrains traversés ainsi que l'enregistrement des principaux paramètres de fonçage et de pilotage. L'interprétation de ces données a permis de mettre en évidence l'incidence de la nature des terrains, de la surcoupe, de la lubrification et des problèmes de guidage sur les frottements mobilisent, sans permettre toutefois de toujours faire la part de chacun de ces paramètres. Les problèmes de stabilité du front et leur incidence sur les mouvements du sol ont pu également être observés et analysés. A partir de ces résultats, une étude complémentaire, dans des conditions bien contrôlées, a été entreprise dans une chambre de calibration adaptée à la modélisation du fonçage de canalisations. Les essais réalisés ont permis de cerner plus précisément l'incidence de la surcoupe et de l'injection de lubrifiant sur les frottements mobilisés et sur les mouvements engendrés dans le massif. L'incidence de la surcoupe a été modélisée à l'aide de simulations numériques bidimensionnelles en vue de l'extension aux conditions institue.

This work comes within the scope of the « Microtunnels » French National Project. The micro-tunneling technique is a trenchless process for installing small diameter pipes. It consists in jacking pipe elements behind the boring machine performing excavation, spoil removal and steering operations. The main advantage of this recent method is a reduction in disturbances compared to traditional open-trench techniques. Therefore, it is especially useful and adapted in urban areas. This experimental study principally focuses on the main aspects of the technique:. / soil/pipe interface friction,. / face stability. / ground movements induced by microtunneling technique. In the first part, the complete monitoring at several microtunneling sites is reported. In particular, encountered soils are characterized (through in-situ and laboratory tests) and the main jacking and steering data are monitored. The in depth analysis of these data shows the great influence of ground nature, overcut, lubrication and pipe misalignments on mobilized friction. However, the respective contribution of each of the aforementioned parameters is not clearly identified. Face stability and ground \. 10vements are also observed and analyzed. Based on these in-situ results, a complementary experimentation has been designed and set up. Pipe jacking has been reproduced in a calibration chamber with a detailed and precise procedure and a full monitoring of ground displacements in the vicinity of the pipe and the pipe’s displacements and stresses. The influence of overcut, lubricant injection on the mobilized friction and the associated ground movements is precisely evaluated. In addition. The overcut effect has been simulated by numerical 2D calculations in order to use them to in-situ conditions.