Remontée d’un anneau de voussoir : modélisation et analyse paramétrique

Concrete tunnel ring movement risk : modeling and parametric analysis

¹ Laboratoire central des ponts et chaussées Division BCC 58, boulevard Lefèbvre 75732 Paris Cedex 15 Nicolas.roussel@lcpc.fr, France.
² Groupe de recherche génie civil Rennes Équipe Matériaux INSA de Rennes, CS 14315 20, av. des Buttes-de-Coesmes 35043 Rennes Cedex, France.

Résumé

Les mortiers de bourrage injectés entre le sol et l’anneau de voussoirs en béton armé d’un tunnel s’apparentent à des fluides à seuils. L’anneau de voussoir peut, en fonction des sollicitations mécaniques qu’il subit, se déplacer au sein de ce fluide. La modélisation d’un tel problème d’écoulement de fluide plastique permet d’estimer les efforts nécessaires à la mise en mouvement du tunnel dans une direction quelconque ou d’évaluer le risque de remontée d’un anneau de voussoir soumis à un effort de type « poussée d’Archimède ». A cette fin, un outil de calcul analytique est développé. L’incidence des paramètres géométriques, rhéologiques et tribologiques sur les risques de mouvement de l’anneau est alors étudiée. Les résultats obtenus sont comparés à ceux provenant d’un calcul par éléments finis.

Abstract

The mortars injected between the ground and the reinforced concrete segment lining of a tunnel are considered as fluids with threshold. The tunnel concrete ring can, according to the mechanical loading which it undergoes, move within this fluid. The modeling of such a plastic fluid flow problem makes it possible to evaluate the efforts necessary to the actuation of the tunnel in an unspecified direction or to evaluate the ring movement risk due to the « Archimede effect ». An analytical computational tool is developed. The analysis of the geometrical, rheological and tribological parameters on the ring movement risks is then studied. The obtained results are compared with those coming from a calculation using finite element method.