Etudes théoriques sur la stabilité et le comportement des tunnels renforcés par boulonnage

= Theoretical studies on displacement behaviour and stability of bolt-reinforced tunnels

• Auteur / Autrice : Didier Subrin
• Direction : Henry Kwai-Kwan Wong
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance en 2002
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 2011-....)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Ecole nationale des travaux publics de l'Etat (Vaulx-en-Velin, Rhône ; 1975-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Élastoplasticité

Constructions -- Stabilité

Modèles mathématiques

Rupture, Mécanique de la

Tunnels -- Conception et construction

Conception technique

Résumé

Le boulonnage passif, en tant que renforcement interne dans les ouvrages souterrains, permet de maîtriser les déformations du terrain et en contrôler la stabilité. Après un état de l'art sur la technique et les modélisations existantes, le chapitre 2 présente le point de vue macroscopique adopté, qui repose sur une approche analytique par homogénéisation du milieu renforcé. Au chapitre 3, on construit des modèles mécaniques simplifiés dans le cadre convergence-confinement pour étudier le soutènement des tunnels par boulonnage radial. Le chapitre 4 présente un modèle en symétrie sphérique pour analyser le mouvement d'extrusion du front de taille renforcé par des boulons en fibre de verre. Le chapitre 5 traite de l'apport du confortement sur la stabilité. Un mécanisme tridimensionnel de rupture original est proposé dans le cadre de l'approche cinématique en calcul à la rupture. Les développements théoriques sont confrontés à des simulations numériques et des résultats d'expérimentation.

Passive bolts, as an internal reinforcement in underground works, allow to ground deformations and to improve stability. A state of the art review is first presented on technical as well as analysis and design aspects. Chapter 2 then presents the macroscopic viewpoint adopted, based on an analytical approach using homogenisation of the reinforced medium. Simplified mechanical models are developed in chapter 3, within the framework of convergence-confinement method, to study tunnel support by radial bolting. A model based on spherical symmetry assumption is introduced in chapter 4 to analyse extrusion mouvement of the tunnel face, reinforced by fibre-glass bolts. Chapter 5 deals with the contribution of reinforcement on the face stability. An original three-dimensional failure mechanism is proposed based on the kinematic approach of yield design theory. Theoretical developments are confronted to numerical simulations and experimental results.