Thèse soutenue

Modélisation du comportement différé et anisotrope des terrains fortement tectonisés : Application aux galeries de reconnaissances de Saint-Martin-la-Porte sur la liaison Lyon-Turin

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Auteur / Autrice : Yichun Liu
Direction : Jean Sulem
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géotechnique
Date : Soutenance le 15/12/2020
Etablissement(s) : Paris Est
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est)
Jury : Président / Présidente : Amade Pouya
Examinateurs / Examinatrices : Jean Sulem, Marco Barla, Mountaka Souley, Didier Subrin, Marc Panet
Rapporteurs / Rapporteuses : Marco Barla, Mountaka Souley

Résumé

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Des difficultés opérationnelles sont fréquemment rencontrées lors de l'excavation de tunnels dans les terrains tectonisés à cause de déformations importantes, différées et souvent anisotropes. Dans le contexte de la future liaison Lyon-Turin, une descenderie (SMP2) et une galerie de reconnaissance (SMP4) sont excavées par la méthode conventionnelle à Saint-Martin-la-Porte (SMP) en France. Une formation de Houiller très fracturée, hétérogène et fortement tectonisée a été traversée. Le comportement poussant a été observé et a conduit à une instabilité du système de soutènement et du front de taille. Des méthodes spécifiques d'excavation et d'installation de soutènement ont été adoptées avec un programme exhaustif d'auscultation. Au cours des dernières années, de nombreuses études ont été menées pour analyser le comportement poussant du terrain et l'interaction entre le terrain et le soutènement dans SMP2: une procédure de traitement des données de convergence anisotrope a été proposée et une loi de comportement visco-élastique-plastique anisotrope a été développée et implémentée dans le code Flac3D.Sur la base des connaissances acquises et des nouvelles données disponibles, les outils développés pour le traitement de données et les simulations numériques de SMP2 sont extrapolés pour une échelle de temps plus longue et appliqués aux conditions rencontrées dans SMP4, ce qui est beaucoup plus profonde et excavée dans une autre direction. En étendant la méthode proposée et en appliquant les valeurs de paramètres obtenues, les mesures de convergences anisotropes sont étudiées pour de différents tronçons de la galerie SMP4 en tenant compte des procédures de reprofilage et de mise en place du soutènement pour la prédiction de la convergence à long terme. La loi de comportement visco-élastique-plastique anisotrope développée dans les études précédentes est améliorée pour simuler le comportement à moyen et long terme de la galerie SMP2 en considérant les phases d'excavation, le soutènement semi-rigide spécifique et le processus de reprofilage. Différents profils d'excavation de SMP4 sont modélisés. Les paramètres de la loi de comportement sont identifiés et la réponse globale du terrain et du tunnel est bien reproduite