Stability and face reinforcement of tunnels faces : a stress-strain approach - Archive ouverte HAL Access content directly
Journal Articles Revue française de Géotechnique Year : 2004

Stability and face reinforcement of tunnels faces : a stress-strain approach

Stabilité et renforcement des fronts de taille des tunnels : une approche analytique en contraintes-déformations

(1) , (2) , (1) , (3)
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Abstract

Construction process of tunnels involve more and more frequently a full face excavation, with high faces. Therefore engineers have to analyse the face stability and to design reinforcement by longitudinal fibreglass bolts. The current methods are mainly based on stability analysis, but they scarcely allow an evaluation of the deformations, except when using numerical modelling, in which the consideration of reinforcements induces very heavy models, much difficult to use in engineering practice. This paper describes a new stress-strain approach, based on a spherical principle, and allowing the calculation of face deformations, including when bolts reinforcement is used. We present the general principles of the methods and its validation, then various parametric analysis, and finally some cases of practical use: evaluation of a safety factor, design of face reinforcement, effect of the confining pressure on the face deformations when using a TBM.
Les tunnels sont de plus en plus réalisés en pleine section, ce qui conduit à des hauteurs du front de taille parfois très importantes. C'est pourquoi les ingénieurs sont fréquemment appelés à examiner la tenue du front, et à prévoir son renforcement par des boulons longitudinaux en fibre de verre. Les approches actuelles privilégient les analyses en stabilité, mais ne permettent guère une évaluation des déformations du front, sauf à utiliser des méthodes numériques, dans lesquels la prise en compte des renforcements conduit à des modèles très lourds et peu utilisables en pratique courante. Cet article présente une nouvelle approche analytique en contraintes-déformations, basée sur un principe de symétrie sphérique, et permettant d'évaluer les déformations d'extrusion du front, et ce même lorsque le front est renforcé par des boulons. Nous présentons en premier lieu les principes de la méthode ainsi que sa validation, puis différentes études paramétriques, ainsi que quelques cas possibles d'utilisation : évaluation d'un coefficient de sécurité, dimensionnement d'un renforcement par boulonnage, effet de la pression de confinement sur l'extrusion lors de l'utilisation de boucliers.
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Dates and versions

ineris-00961888 , version 1 (20-03-2014)

Identifiers

Cite

A. Guilloux, Jean-Bernard Kazmierczak, A. Kurdts, G. Regal. Stabilité et renforcement des fronts de taille des tunnels : une approche analytique en contraintes-déformations. Revue française de Géotechnique, 2004, 109, pp.23-37. ⟨ineris-00961888⟩

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