Etude du comportement sous impact d'une structure pare-blocs en béton armé

Impact behaviour study of a reinforced concrete rock-shed structure

• Auteur / Autrice : Fabien Delhomme
• Direction : Pascal Perrotin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil et sciences de l'habitat
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Chambéry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Tunnels

Protection

Glissements de roches

Modèles théoriques

Constructions -- Protection

Résumé

Cette thèse a pour objet l'étude du comportement d'un nouveau système de galerie de protection contre les chutes de blocs appelé Pare-blocs Structurellement Dissipant (PSD). L'innovation majeure, par rapport aux solutions classiques, est de dissiper l'énergie d'impact directement dans la dalle en béton armé ou dans des appuis fusibles, et non plus dans une couche de matériau amortissant. Les phénomènes dynamiques ayant lieu lors de l'impact d'un bloc sur la dalle sont analysés au moyen d'expérimentations sur une structure PSD à l'échelle î 1/3. Les efforts de percussion appliqués à la dalle, durant la phase de contact avec le bloc, sont estimés ainsi que les différents transferts et dissipations d'énergie. Les résultats ont permis de valider le principe de fonctionnement et de réparation des PSD et font apparaître que la dalle est endommagée par trois mécanismes majeurs: le poinçonnement, la mise en flexion et la déstructuration de surface de la zone impactée. Les principales grandeurs expérimentales sont retrouvées à l'aide de simulations numériques des essais avec un code éléments finis. Un modèle mécanique simplifié ''masses ressorts amortisseur'' est également développé dans le but de concevoir des méthodes de dimensionnement applicables en bureau d'études. Les perspectives de ce travail sont d'aboutir à l'établissement de recommandations sur la conception et la réalisation des pare-blocs structurellement dissipant

This thesis studies the behaviour of a new concept for a protection gallery under rock fall, called Structurally Dissipating Rock-shed (SDR). The main innovation, compared to conventional solutions, is to dissipate the impact energy directly into the reinforced concrete slab or into fuse supports, and no longer in a cushion layer. The dynamic phenomena, taking place during the impact of a block onto the slab, are analyzed by means of experiments on a 1/3 scale SDR structure. The percussion loads applied to the slab, during the contact phase with the block, are assessed as weIl as the various energy transfers and dissipations. The results allowed to validate the operating and repair principles of the SDR and revealed that the slab is damaged by three main mechanisms: the punching, the bending and the breaking clown at surface level of the impacted zone. The principal experimental values are found by numerical simulations of the tests with a finite elements tool. A simplified mechanical model ''masses-springs-damping'' is also developed with the aim of implementing design methods for engineering offices. The prospects for this work are to succeed in establishing design and construction recommendations for structurally dissipating rock-sheds