Code_Aster
Titre :
Comment creuser un tunnel : méthodologie d’excavat[...]
Responsable :
Sylvie GRANET
Version 12
Date :
23/10/2015
Page :
20/24
Clé :
U2.04.06
Révision :
13998
8 Bibliographie
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
D. BERNAUD et G. ROUSSET : La « nouvelle méthode implicite » pour l’étude du dimensionnement des tunnels, Revue Française de Géotechnique n°60, pp 5-26, - 1992
P. CATEL : Aval du Cycle – site de Bure – Fiche 13 – Méthode convergence-confinement, note EDF
TEGG EFT GG/00 168 A – 2000
A. GIRAUD : Couplages Thermo-Hydro-Mécaniques dans les milieux poreux peu perméables : application aux argiles profondes, thèse de l’ENPC – 1993
D. LE BOULCH : Comparaison des modélisations THM 3D et 2D d’un ouvrage de stockage avec le
Code_Aster, rapport Ajilon Technologies Cénergys 01-A – 2002
M. PANET : Le calcul des tunnels par la méthode convergence-confinement, Presses de l’ENPC –
1995
N. SELLALI, C. CHAVANT et G. DEBRUYNE : Modélisation hydroplastique de l’excavation d’une galerie souterraine avec le Code_Aster, note EDF MMN HI-74/00/009/A – 2000
N. SELLALI, C. CHAVANT et G. DEBRUYNE : Modélisation THM d’un ouvrage souterrain de stockage avec le Code_Aster, note EDF MMN HI-74/01/014/A – 2001
Manuel d'utilisation Fascicule u2.04 : Mécanique non linéaire
Copyright 2015 EDF R&D - Document diffusé sous licence GNU FDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html)
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Annexe 1 Formules analytiques pour appliquer la méthode convergence-confinement au cas d’un massif rocheux et d’un soutènement élastiques et linéaires
(
Le milieu est supposé élastique linéaire isotrope et soumis à un champ de contraintes initial également isotrope
K
0
=
1
).
Contrainte radiale, contrainte orthoradiale et déplacement radial à la paroi du tunnel en milieu élastique soumis à un taux de déconfinement
{
U
=
R
=
R
=⋅
r
R
1−
r
2
. R
1
r
2
. R
2
2
2
⋅
0
2G
.
0
.
0
G
est donné par la relation suivante :
G=
E
2⋅1
Comportement du soutènement :
Soit
K s
la raideur du soutènement, elle est donnée par la relation suivante si on considère que le soutènement est assimilable à un tube épais ou mince (
b
est le coefficient de Poisson du béton) :
K
{
=
s
E b
⋅
e
1−
2
b
⋅
R
E b
⋅
R
2
e
−
R i
2
1
b
⋅
[
1−2⋅
b
⋅
R e
2
R i
2
] si R10⋅e si R≤10⋅e
Soit
P s
la pression de confinement définie sur la figure suivante
On a donc :
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=
P s
⋅
R=
d b
⋅
e
Si
k
K s
2⋅G
représente la rigidité relative et le taux de déconfinement à la mise en place du soutènement, alors la pression de soutènement et le déplacement radial en paroi sont donnés par :
U
{
P s
=
R
=
k
1k
s
1
d
⋅
k
1k
s s
⋅
1−
d s
⋅
0
2⋅G
⋅
⋅
R
0
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Annexe 2 Organigramme de synthèse sur les méthodes permettant de simuler une excavation
Notations
Les noms des objets sont ceux des fichiers de commande présentées dans les annexes suivantes.
SNL
signifie STAT_NON_LINE ;
CC
signifie CREA_CHAMP ;
CL
signifie conditions aux limites
I
:
SNL1
avec le chargement de poids propre ou de pression souhaité et un
Étape 1 : Initialisation des contraintes
II
: affectation par commande
CC
du champ souhaité matériau doté d’un coefficient de Poisson
éventuellement fictif SOL
Étape 2 : Récupération des réactions nodales au bord de la future galerie
CC
pour extraire les contraintes issus de
SNL1
SNL2
avec
CL
sur l’objet
BORD
en DIDI
Récupération des réactions
SNL1
avec
CL
sur l’objet
BORD
en DIDI sur modèle
SOL
Récupération des réactions
SNL1 l’objet
avec
CL
BORD
en
sur
DIDI sur modèle
SOL_REST
Récupération des réactions
SOL_REST
BORD
SNL3 chargement du vecteur des réactions nodales et un matériau «mou»
à la place du
« vide »
SNL4
avec le
avec 3 matériaux : roche, béton et vide
(méthode
A
) pour achever le déconfinement
SOL_REST
BORD
Eléments mous
Étape 3 : Déconfinement
SNL2
(modèle
SOL
) avec le chargement du vecteur des réactions nodales et un matériau «mou »
à la place du « vide »
SNL2
(un seul matériau et modèle
SOL_REST
) avec le chargement du vecteur des réactions nodales
SOL_REST
BORD
SOL_REST
BORD
Eléments mous
Étape 4 : Pose du soutènement
SNL3
avec 3 matériaux : roche, béton et vide
(méthode
A
) pour achever le déconfinement
CC
pour extraire les résultats de
SNL2
SNL3
sur modèle
SOL_REST
+ BETON ) pour calcul intermédiaire
Combinaison des champs
CC
SNL4
pour achever le déconfinement
BETON
SOL_REST
BORD
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Annexe 3 Comparaison des contraintes obtenues par le calcul numérique et par la solution analytique
Cas du tunnel non soutenu
-10
-12
-6
-8
-2
-4
0
0
Evolution des contraintes selon l'axe vertical
2 4 6
r/R
8 10 12 14
Solution analytique Contrainte radiale
Solution analytique Contrainte orthoradiale
Calcul Code_Aster Contrainte radiale
Calcul Code_Aster Contrainte orthoradiale
Cas du tunnel soutenu (à partir de 50% de déconfinement)
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