Etude des effets différés dans les tunnels profonds

• Main Author: Benamar, Ismaïl
• Language: FRE
• Published: Ecole Nationale des Ponts et Chaussées 1996
• Subjects: [SDU:STU:AG] Sciences of the Universe/Earth Sciences/Applied geology; [SPI:MECA] Engineering Sciences/Mechanics; géotechnique; viscoélasticité; viscoplasticité; déformation; milieu poreux; tunnel creusé; tunnel profond; massif rocheux; soutènement; percement tunnel; interaction sol structure; profondeur; calcul numérique; méthode calcul; réponse différée
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00523617; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/52/36/17/PDF/1996TH_BENAMAR_I_NS20417.pdf

L'étude de l'équilibre à long terme du tunnel revêtu suscite un intérêt important. D'un point de vue mécanique, il s'agit d'un problème d'interaction complexe entre deux structures de comportement très différent : le massif avec la cavité d'une part, le soutènement d'autre part. Les effets différés qui apparaissent dans un massif sont principalement liés à deux phénomènes qui peuvent être couplés : - la viscosité du squelette solide du massif ; - la diffusion du fluide interstitiel au sein du massif. On commence par présenter une étude bibliographique assez générale concernant les différentes étapes d'étude, de conception et de réalisation d'un projet de tunnel profond. Dans la seconde partie du mémoire, on étudie l'influence de l'histoire du chargement (vitesse de creusement et instant de pose du soutènement) sur l'équilibre d'un tunnel soutenu creusé dans un massif monophasique à comportement viscoplastique. Une méthode simplifiée de dimensionnement des tunnels dans de tels milieux a été élaborée. On a également abordé les effets de couplage entre comportements hydraulique et mécanique dans le cadre des tunnels profonds creusés dans un milieu poreux saturé isotherme ayant un comportement poro-élastique ou poro-élasto-plastique. Une étude analytique du tunnel 1D révèle l'influence de l'histoire du chargement mécanique et des conditions aux limites hydrauliques imposées en paroi. Des simulations numériques de creusement de tunnel en géométrie 2D axisymétrique sont menées. L'étude analytique permet, grâce à la généralisation de la notion de contrainte fictive de soutènement, de localiser le point d'équilibre du tunnel soutenu dans le plan (convergence en paroi - contrainte appliquée en paroi). Ces résultats permettent d'aborder le calcul en déformation plane des tunnels creusés en milieux biphasiques avec plus de rigueur.