Étude du comportement des tunnels sous chargement sismique

Behavior of tunnels under seismic loading

• Auteur / Autrice : Faramarz Khoshnoudian
• Direction : Isam Shahrour
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Liquéfaction

Élastoplasticité

Éléments finis, Méthode des

Interaction sol-structure

Tunnels

Résumé

Le présent travail comporte une étude du comportement sismique des tunnels à l'aide d'une modélisation par éléments finis. Le travail comporte trois parties : la première partie est consacrée à une analyse du comportement sismique des tunnels en utilisant une loi de comportement élastique linéaire avec amortissement matériel. Après une synthèse bibliographique, on décrit d'une manière détaillée le comportement sismique d'un tunnel de référence, ensuite on présente une étude de l'influence des principaux paramètres (fréquence de chargement, rigidité relative tunnel/sol, amortissement du sol, position du tunnel par rapport au substratum rigide et la forme du tunnel) sur la réponse sismique des tunnels. Cette partie s'achève par une étude du domaine de validité des modèles simplifiés (statiques équivalents) proposés pour le calcul sismique des tunnels et par la proposition d'une amélioration de ces modèles.

Dans la deuxième partie, on présente une analyse du comportement des tunnels en prenant en compte le comportement non linéaire et irréversible du sol. Le comportement du sol est décrit par un modèle cyclique basé sur l'élastoplasticité (MODSOL). Une analyse bibliographique des travaux réalisés sur ce thème est d'abord présentée, puis une présentation d'un cas de référence suivie par l'influence de la plasticité sur la réponse d'un tunnel à un chargement sismique sont exposées. On étudie ensuite l'influence sur cette réponse des principaux paramètres, notamment la dilatance du sol, la fréquence et le niveau du chargement. La dernière partie comporte une étude de l'influence de la saturation du sol sur le comportement sismique des tunnels en utilisant un modèle dynamique couplé simplifié qui a été proposé par Zienkiewicz. Le comportement du sol est décrit par le modèle MODSOL. Après une synthèse des travaux réalisés sur ce thème et une analyse d'un cas de référence, on étudie l'influence des principaux paramètres sur le comportement sismique des tunnels construits dans des terrains satures (fréquence et niveau du chargement, angle caractéristique et perméabilité du sol).