Contrôle de la déformation du massif renforce par boulonnage au front de taille d'un tunnel : étude d'un cas réel en site urbain : exploitation des mesures et modélisation par une méthode d'homogénéisation

par Christophe Jassionnesse

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Pierre Lareal.

Le jury était composé de Pierre Lareal.


  • Résumé

    Dans le cadre de l'étude d'un ouvrage réel, le mémoire aborde la problématique des travaux souterrains en milieu urbain sous deux points de vue complémentaires, celui des mouvements de terrain induits par le creusement et celui des dispositions constructives pour la phase de creusement-soutènement en terrain difficile. En 1ère partie, l'aspect phénoménologique des déplacements induits fait l'objet d'un inventaire critique des méthodes de mesures existantes. Les étapes du développement d'un système adapté à la mesure de la déformation du massif à l’avant du front de taille sont alors présentées. On établit ensuite les principes de 1' analyse « stationnaire » des déplacements autour du front de taille à partir des mesures réalisées aux frontières du massif, à savoir la surface sus-jacente et les parois du tunnel. L'application de ces principes à un volume important de données conduit à un bilan quantitatif des facteurs à l'origine des mouvements de terrains. En 2ème partie, la disposition constructive étudiée est la technique de boulonnage au front de taille. Cette technique est replacée dans le cadre plus général des méthodes de préconfinement en tunnel et de renforcement des terrains en place. La modélisation mécanique du massif renforcé est abordée par une méthode d'homogénéisation dont on rappelle les principes, les acquis récents et les imperfections. On montre alors qu'une description simple des interactions entre le terrain et le renforcement par le «transfert de charge limite » conduit à une correction réaliste du modèle. Le modèle est ensuite appliqué au massif renforcé par boulonnage au front de taille, par le biais d'un problème équivalent, géométriquement très simplifié. Une étude paramétrique sommaire met en lumière certains aspects du fonctionnement du renforcement et ses limites pratiques.

  • Titre traduit

    = Deformation control in a ground mass reinforced by tunnel face bolting : Real case study in an urban area : collected measurement data analysis and modeling approach by homogenization


  • Résumé

    In the framework of a real case study, the report tackles the design of underground works in urban areas from the two complementary points of view which are the induced ground movement’s limitations and the technical arrangements for the supporting process in difficult ground conditions. In the first part, an analysis of the phenomenon known as « induced movements » is introduced by a critical review of existing field measurement techniques. Then, the development steps of a borehole system for strains measurement in the ground mass ahead the tunnel face are presented. Afterwards, the principles of the « stationary analysis » of displacements in the face vicinity are formulated, taking in account measurement on the mass borders, i. E. The upper surface and the tunnel walls. These principles are applied to a large volume of collected data what conducts us to a final statement of ground loss sources and ground movements. In the second part, we study a particular technical arrangement, known as« tunnel face bolting ». This technique is defined in a more general framework as a « pre-confinment » tunneling method and as a « ground reinforcement » supporting technique. Next, in order to propose a mechanical modeling, a homogenization theory is presented by a review of its principles, basic assumptions and recent advances. Afterwards, we show how a simple formulation of interactions between ground matrix and reinforcement by a « load transfer limit criterium» leads us to a realistic improvement of the previous homogenized approaches. Based on these hypotheses, a model is intended to the tunnel face bolting through an equivalent problem, mostly simplified by geometric assumptions. Finally, a basic parametric study shows some aspects of the reinforcement work and its practical limitations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (233 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées (Villeurbanne, Rhône). Service Commun de la Documentation Doc'INSA.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : C.83(2179)
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