La « nouvelle méthode implicite » pour l’étude du dimensionnement des tunnels

“New implicit method” to study tunnel design

Groupement pour l’étude des Structures souterraines de stockage (G-3S) Ecole Polytechnique 91128 Palaiseau Cedex, France

Résumé

Les problèmes étudiés dans cet article relèvent du cadre général de la modélisation des tunnels profonds revêtus.

Le problème tridimensionnel couplé de l'interaction massif-soutènement est étudié ici grâce à une approche méthodologique précise qui permet de quantifier le rôle joué par chacun des paramètres essentiels du problème.

Une analyse critique de la méthode simplifiée convergence-confinement permet de mettre en évidence les imprécisions de cette méthode lorsqu'elle est appliquée sous sa forme actuelle. Elle conduit à une sous-estimation de la pression du soutènement à l'équilibre.

La raison profonde de cette erreur vient de l'estimation de la convergence à l'instant de la pose du soutènement, qui repose sur une hypothèse de découplage trop forte.

La « nouvelle méthode implicite » proposée dans cet article est fondée sur les principes de base de la méthode convergence-confinement mais permet de tenir compte de la raideur du soutènement dans le calcul de la convergence à l'instant de pose. Cette nouvelle méthode, souple d'emploi, fournit des solutions approchées de très bonne qualité.

Abstract

The problems studied in this paper concern supported tunnel design at great depth.

An accurate method is developped to study this 3D problem of ground-interfacelining interaction. It enables us to estimate the role that each parameter takes place in the tunnel equilibrium.

A critical analysis of the convergence-confinement method shows the imprecisions of this method. The most important reason of errors comes from the calculation of tunnel convergence U₀ when lining has just been set : in the CV- CF method the value of this closure doesn't depend on lining stiffness.

The “ew implicit method” proposed in this paper keeps the same principles of CV-CF method, but it can take into account the lining stiffness on the calculation of tunnel convergence U₀.

The new method is of a very simple utilisation and its results are in very good agreement with the 3D numerical results.