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La « nouvelle méthode implicite » pour le calcul des tunnels dans les milieux élastoplastiques et viscoplastiques
Le problème du creusement d'un tunnel est un problème de nature tridimensionnelle qui traduit un fort couplage entre deux structures très différentes : le massif avec l'excavation d'une part et le revêtement du tunnel d’autre part.
En vue d'une application souple, il est intéressant de mettre au point des méthodes simplifiées de dimensionnement des tunnels, qui permettent de réaliser les calculs en condition de déformation plane et de découpler ainsi le problème posé. Dans le cas simple où le problème admet la symétrie cylindrique, on montre que le paramètre clé qui conditionne l’interaction massif-soutènement est la convergence U0 à la pose du soutènement (ou le taux de déconfinement à la pose λ0).
L’objectif de cet article est d’étudier ce problème à l’aide de la méthode simplifiée appelée « Nouvelle Méthode Implicite ». fondée sur les mêmes principes généraux que ceux de la méthode classique convergence- confinement. mais conduisant à une estimation plus précise du caractère couplé du problème d'interaction massif-soutènement. En particulier, cette méthode permet de tenir compte de la rigidité du soutènement (présence du soutènement déjà posé) dans le calcul de la convergence à la pose U0.
Dans la première partie de l’article, on expose les derniers développements de la méthode concernant les massifs à comportements élastique et élastoplasique.
Dans la deuxième partie, on réalise l’extension de cette nouvelle méthode à un matériau viscoplastique de Tresca, en suivant la même démarche établie pour les matériaux élastiques et élastoplastiques. Grâce à une analyse adimensionnelle on met en évidence un paramètre fondamental du problème de creusement du tunnel dans un milieu viscoplasique : la vitesse réduite, qui dépend en particulier de la vitesse d'avancement de l'ouvrage et de la viscosité du massif. On montre, dans ce cas. que la convergence à l'instant de pose U0 dépend aussi de cette vitesse réduite.
La validation de la « Nouvelle Méthode Implicite » est réalisée via des comparaisons avec des résultats de calculs numériques axisymétriques sur une très large gamme de valeurs des paramètres indépendants du problème et pour les diverses lois de comportement étudiées.
Cette méthode, souple d'emploi, fournit des solutions approchées d'une très bonne précision pour une étude géotechnique.
La « nouvelle méthode implicite » pour le calcul des tunnels dans les milieux élastoplastiques et viscoplastiques
Le problème du creusement d'un tunnel est un problème de nature tridimensionnelle qui traduit un fort couplage entre deux structures très différentes : le massif avec l'excavation d'une part et le revêtement du tunnel d’autre part.
En vue d'une application souple, il est intéressant de mettre au point des méthodes simplifiées de dimensionnement des tunnels, qui permettent de réaliser les calculs en condition de déformation plane et de découpler ainsi le problème posé. Dans le cas simple où le problème admet la symétrie cylindrique, on montre que le paramètre clé qui conditionne l’interaction massif-soutènement est la convergence U0 à la pose du soutènement (ou le taux de déconfinement à la pose λ0).
L’objectif de cet article est d’étudier ce problème à l’aide de la méthode simplifiée appelée « Nouvelle Méthode Implicite ». fondée sur les mêmes principes généraux que ceux de la méthode classique convergence- confinement. mais conduisant à une estimation plus précise du caractère couplé du problème d'interaction massif-soutènement. En particulier, cette méthode permet de tenir compte de la rigidité du soutènement (présence du soutènement déjà posé) dans le calcul de la convergence à la pose U0.
Dans la première partie de l’article, on expose les derniers développements de la méthode concernant les massifs à comportements élastique et élastoplasique.
Dans la deuxième partie, on réalise l’extension de cette nouvelle méthode à un matériau viscoplastique de Tresca, en suivant la même démarche établie pour les matériaux élastiques et élastoplastiques. Grâce à une analyse adimensionnelle on met en évidence un paramètre fondamental du problème de creusement du tunnel dans un milieu viscoplasique : la vitesse réduite, qui dépend en particulier de la vitesse d'avancement de l'ouvrage et de la viscosité du massif. On montre, dans ce cas. que la convergence à l'instant de pose U0 dépend aussi de cette vitesse réduite.
La validation de la « Nouvelle Méthode Implicite » est réalisée via des comparaisons avec des résultats de calculs numériques axisymétriques sur une très large gamme de valeurs des paramètres indépendants du problème et pour les diverses lois de comportement étudiées.
Cette méthode, souple d'emploi, fournit des solutions approchées d'une très bonne précision pour une étude géotechnique.
La « nouvelle méthode implicite » pour le calcul des tunnels dans les milieux élastoplastiques et viscoplastiques
Bernaud, D. (author) / Benamar, I. (author) / Rousset, G. (author)
1994-01-01
17 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
French
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