Conception et construction de tunnels : impact du soutènement et du renforcement des tunnels dans les environnements urbains denses et sur les tunnels de grande longueur en montagne

by Dianchun Du

Thesis project in 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Under the supervision of Daniel Dias.

Ongoing thesis at Grenoble Alpes , under the authority of I-MEP2 - Ingénierie - Matériaux, Mécanique, Environnement, Energétique, Procédés, Production , in a partnership with Laboratoire Sols, Solides, Structures et Risques (laboratoire) since 27-10-2016 .

  • Alternative Title

    Design and construction of tunnels: Impact of the tunnel support and reinforcement structures on dense urban environments and on the long base tunnels underpassing mountains


  • Abstract

    In this research project it is intended to develop new calculation methods with a numerical solution (finite differences method and finite element method) that are able to effectively analyze the behavior of the most popular support structures in tunneling (the shotcrete lining and steel sets) and of the most popular reinforcement elements in the rock mass (radial cemented bolting), considering the following fundamental aspects: the interaction between these structures and the soil or rock; the strength criteria more representative for the natural materials (soils and rocks);the actual board conditions for the support or reinforcement structures considered; the dynamic effects caused by earthquakes; the effects of the probabilistic variability of the soil and rock parameters; the effect of the creep behavior of the soil or rock; the interaction with the buildings at the surface. These new computational tools will be compared with the traditional and slower traditional numerical methods available to the research teams that participate in the project. The topics that will be addressed are considered original. It is found, in fact, a deficiency of these calculation methods (fast and reliable) in the scientific community and the most sophisticated three-dimensional numerical methods are typically used to study only the final configuration, with the purpose of checking the design previously made. Important aspects listed above, requiring numerous analyzes by varying the significant parameters of the problem, cannot be performed by the three-dimensional numerical methods.


  • Abstract

    Les travaux souterrains sont les ouvrages les plus onéreux en génie civil et ceux pour lesquels il existe des risques majeurs en termes de sécurité. Le dimensionnement des soutènements et du renforcement de ces ouvrages souterrains est donc une des phases les plus importantes de leur conception. Afin de mieux comprendre la conception des structures de soutènement et de renforcement de tunnels, l'équipe de recherche vise à développer de nouveaux outils de dimensionnement. Ces outils seront en mesure d'analyser en détails le comportement de ces structures, en prenant en compte la variabilité probabiliste des caractéristiques des terrains traversés, les éventuels effets visqueux, le critère de rupture des terrains, les effets produits par les sollictations sismiques et l'interaction avec d'autres structures. Les outils de calcul qui seront développés , seront comparés avec des calculs numériques tridimensionnels et des résultats d'auscultation in-situ disponibles d'ouvrages souterrains.