Fonction de charge générale en géomécanique: application aux travaux souterrains.
Résumé
This thesis addresses both behavioral and numerical aspects of the mechanical response of rock mass to excavation of a tunnel. The comparison of existing criteria focused on a few key points, such as dependence of the average stress criterion and the ratio of extension. A load function, easily identifiable from the tests in regular and convex, can reflect the shape of the envelope of Mohr's criterion, and expansion ratio has been proposed: one can thus achieve forms regularized Mohr-Coulomb criteria and Hoek-Brown. The development of this new test has been completed by the proposed method of digital charts, greatly speeding up the resolution. For the proposed test, the physical problem is equivalent to a purely geometrical, in polar coordinates in the plane. It may well be the digital charts allow direct value of plastic deformation, which reduces drastically the computing time calculation methods tunnels have been synthesized bibliographic indicating the areas and limits use of the methods used by engineers to size the tunnels. The modeling of tunneling was carried out using the stationary algorithm designed to calculate the behavior of systems subjected to moving loads. This algorithm has been programmed to integrate the new criterion and method of digital charts. The tools developed have been faced with a real case study, using data provided by the National Agency for Radioactive Waste (ANDRA) for the European project MODEX-REP (draft inserted through 5th EURATOM plan of the European Commission). The study of these data allowed to define a variable degradation of the rock, easily identifiable and to set the criterion for rock damage.
Cette thèse aborde à la fois des aspects comportementaux et numériques de la réponse mécanique du massif rocheux au creusement d'un tunnel. La comparaison de critères existants a mis l'accent sur quelques points clefs, comme la dépendance du critère à la contrainte moyenne et le ratio d'extension. Une fonction de charge, aisément identifiable à partir des essais, au caractère régulier et convexe, capable de tenir compte de la forme de l'enveloppe de Mohr du critère, ainsi que du ratio d'extension, a été proposée : on peut ainsi réaliser des formes régularisées des critères de Mohr-Coulomb et de Hœk-Brown. Le développement de ce nouveau critère a été complété par la proposition d'une méthode d'abaques numériques, accélérant grandement la résolution. Pour le critère proposé, le problème physique est équivalent à un problème purement géométrique, en coordonnées polaires dans le plan. On peut ainsi constituer des abaques numériques qui permettent d'obtenir directement la valeur des déformations plastiques, ce qui diminue drastiquement le temps de calcul Les méthodes de calcul des tunnels ont fait l'objet d'une synthèse biblio- graphique, précisant les domaines et les limites d'emploi des méthodes utilisées par les ingénieurs pour dimensionner les tunnels. La modélisation du creusement des tunnels a été réalisée à l'aide de l'algorithme stationnaire, conçu pour calculer le comportement de systèmes soumis à des chargements mobiles. Cet algorithme a été programmé pour intégrer le nouveau critère et la méthode des abaques numériques. Les outils ainsi développés ont pu être confrontés à un cas d'étude réel, à partir de données fournies par l'Agence Nationale de Gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA) au titre du projet européen MODEX-REP (projet s'insérant dans le cadre du 5e plan EURATOM de la commission européenne). L'étude de ces données a permis de définir une variable de dégradation de la roche, aisément identifiable et permettant de paramétrer le critère pour la roche endommagée.
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