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Modélisation de l’alésage et du prolongement d’un tunnel proche de plusieurs excavations

Description du Projet

Dans le cadre du chantier 4 d’extension du laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne, une niche de sécurité (appelée GT1) de section type S1 sera alésée puis prolongée avec une section S4. L’axe de ce tunnel est à 16m de l’axe du Puit Auxiliaire (PX). Deux galeries perpendiculaires, la GLN et la GLE, connectent ces deux ouvrages (Fig 1).

Il s’agit ici de vérifier l’effet de ces travaux sur les soutènements, mis en place au fur et à mesure du creusement du laboratoire :

  • le PX (12/2004) puis sa Recette (01/2005) ;
  • les galeries GLE et GLN (02/2005) puis la niche GT1 (08/2005), soutenues par des boulons HA20, des cintres coulissants TH34/58, et les carrures aux intersections GLE/GLN et GLN/GT1;
  • les revêtements béton du PX et de sa Recette (03/2006)
Fig 1 : Maillage tridimensionnel dans FLAC3D

Role d'Itasca

Les phases de creusement, ainsi que les périodes de fluage les séparant, sont simulées avec la loi élasto-viscoplastique HB-Lemaitre dans FLAC3D. Les états de contrainte et d’endommagement autour des excavations et les efforts dans les soutènements sont ainsi reproduits au plus près.

Ces états ainsi que les déplacements et les convergences dans les excavations sont examinés à court terme, suite à l’alésage et au prolongement de la GT1, puis à long terme, après 20 ans de fluage (Fig 2).

Resultats

  • L’effort axial dans les boulons atteint la limite élastique, mais sans atteindre un allongement de 5% ;
  • Les cintres atteignent tous la limite de coulissement (250kN). Le moment plastique est aussi atteint en voûte de la GLN et en piédroit de la GLE et de la GT1 ;
  • Les efforts dans le revêtement du PX restent à l’intérieur des courbes enveloppe, avec un facteur de sécurité de 1,5 ;
  • Par rapport à l’état actuel, après les travaux de la GT1 et 20 ans de fluage, la variation des efforts dans les carrures n’est pas considérable ;
  • L’effet de l’alésage sur les déplacements, les convergences, l’état de contrainte et d’endommagement dans l’argilite est négligeable.
Fig 2 : Déplacement autour des galeries et moment fléchissant dans le revêtement du PX
Bureau

France
Itasca Consultants S.A.S.

Secteur d'activité

Génie Civil

Client

ANTEA/BG

Lieu

France

Logiciels

FLAC3D
Griddle