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Modélisation
Exemple d'un tunnel creusé dans une zone gonflante
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Jad WAKIM
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Durant ma thèse de Doctorat, un modèle Elasto-Visco-Plastique a été développé pour mieux décrire le comportement d'un
matériaux argileux anisotrope avant immersion (Elasticité et Fluage) et le gonflement après immersion. Il faut noter que ce modèle tient en compte
le chimisme de la solution d'hydratation au moyen de son activité et de l'efficacité du matériaux argileux.
Ce modèle a été validé sur des essais expérimentaux en laboratoire et in-situ.
Sur cette page, on va choisir un tunnel modélisé au moyen du code de calcul par éléments finis
VIPLEF développé au
CGES dans lequel notre
modèle rhéologique de gonflement a été intégré.
Pour l'exemple décris ci-dessous concernant un tunnel creusé dans une zone gonflante,
uniquement le gonflement , à l'état de stabilisation, est présenté.
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Le creusement du tunnel dans une zone gonflante modifie l'état des contraintes autour de
l'ouvrage induisant en conséquence la formation de microfissurations
facilitant ensuite l'arrivée de l'eau jusqu'à la couche
riche en minéraux argileux.
Durant la phase de creusement et de bétonnage, pour éviter l'apport d'eau,
des précautions par drainage ont été prises dans la zone au-dessous
du radier. Cette zone est la plus active avec la remontée
d'eau après arrêt du drainage et la mise en service du tunnel.
Le calcul est effectué à l'aide d'une modélisation
bidimensionnelle avec l'hypothèse des déformations planes.
Les conditions aux limites appropriées à l'ouvrage ont été retenues.
Le calcul est fait par différentes phases :
- calcul mécanique initial de manière à déterminer les contraintes in situ caractérisant le poids des différentes couches
- creusement du tunnel
- mise en place du revêtement en béton
- gonflement de la couche marneuse
Pour les résultats graphiques présentées en bas, on s'intéresse uniquement à la
phase du gonflement.
Le cas le plus critique est d'étudier le gonflement au temps de
stabilisation car il présente l'ampleur la plus élevée
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Coupe géotechnique
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Section du tunnel
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Maillage
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Maillage autour du tunnel
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Contrainte moyenne dans le béton
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Déplacement vertical
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Déformation du béton
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Déformation principale dans la couche marneuse
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