Numéro |
Rev. Fr. Geotech.
Numéro 4, 1978
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Page(s) | 47 - 62 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/geotech/1978004047 | |
Publié en ligne | 9 octobre 2017 |
Les mesures in situ dans les tunnels
In situ measurements in tunnels
Directeur, Coyne et Bellier Bureau d'Ingénieurs-Conseils Paris, France
Les méthodes modernes de dimensionnement et d’exécution des tunnels sont un compromis, ou plutôt un va-et-vient entre deux approches opposées ; la première consiste à tâtonner jusqu’à trouver le revêtement le plus économique, la seconde consiste à calculer en se servant de modèles théoriques.
Ce sont les mesures in situ qui fournissent la possibilité de ce compromis.
Ce sont elles aussi qui assurent la sécurité au cours de la vie de l’ouvrage.
1) Mesures avant l’exécution
Ces mesures sont destinées à fournir les données sur la nature, la structure et l’état des contraintes du massif.
Les renseignements tirés des sondages sont en général très maigres, surtout lorsque la couverture atteint plusieurs centaines de mètres.
Les essais couramment effectués en sondage (mesure de déformabilité au dilatomètre, mesure de la perméabilité, de la piézométrie, diagraphies) deviennent alors impraticables.
C’est surtout par l’exécution de galeries de reconnaissance (galeries pilote) qu’il est possible de recueillir les informations nécessaires sur le massif. Les mesures suivantes, réalisées en galeries, sont les plus utiles :
- -
mesure des contraintes naturelles au vérin plat ;
- -
mesure des contraintes naturelles par surcarottage ;
- -
mesure de déformabilité à la plaqué ;
- -
mesures par « petite sismique » ;
- -
mesure de convergence relative.
2) Mesures pendant l’exécution
Ces mesures sont destinées à contrôler, en cours d’exécution, la validité du modèle mécanique utilisé par le projeteur ainsi que la valeur numérique des paramètres significatifs introduits dans ce modèle. Elles permettent l’adaptation du dimensionnement des soutènements provisoires comme des revêtements définitifs en fonction du comportement réel du tunnel. Ces mesures, enfin, sont fondamentales pour la sécurité du chantier.
Deux règles sont à respecter si l'on veut faire bon usage de ces mesures :
- -
ne jamais éliminer à la légère un résultat inattendu ;
- -
mesurer des quantités qui, par nature, ne sont pas trop dispersées.
Les mesures suivantes sont les plus utiles :
- -
mesure de la convergence relative ;
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mesure des déplacements absolus ;
- -
mesure des efforts dans les barres d’ancrage.
3) Mesures en exploitation
Le rôle de ces mesures est de vérifier la sécurité des ouvrages en exploitation. Les conditions métrologiques ne sont pas les mêmes que lors de l’exécution, et d’autres appareils sont nécessaires. L’appareil idéal est fiable à long terme, automatique et lu à distance.
Les mesures suivantes sont les plus utiles :
- -
mesures des contraintes dans le revêtement ;
- -
mesure des déplacements relatifs ou absolus ;
- -
mesures d’alarme automatique.
Abstract
Modern tunnel design and construction methods are a compromise or rather a swing back and forth between two entirely opposite approaches: one to find the most efficient support method by trial and error, the other by computation.
It is in situ measurent which makes this compromise possible. It ensures also the completed tunnel is safe in service.
1) Measurements before construction produce information on the nature, structure and state of stress of the rock mass. Boreholes are not usually very instructive, especially through several hundred metres of overburden.
Pilot tunnels for reconnaissance purposes are the main means of collecting information on the rock. The most useful measurements made in such tunnels are:
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natural stress measurements by the flat jack method;
- -
natural stress methods by overcoring;
- -
plate deformation tests;
- -
« petite sismique » measurements;
- -
yield measurements.
2) Measurements during construction are designed to check the engineering model used by the designers and the actual numerical values of the significant parameters employed in it. They provide a basis for tailoring temporary and permanent support to actual conditions. Such measurements are also essential for safety of workmen.
There are two rules that must be followed:
- -
quantities which, by their very nature, are not too scattered, must be measured;
- -
and unespected results must not be lightly discarded.
The most useful measurements are:
- -
relative yield;
- -
absolute displacements;
- -
rock bolt loads.
3) Measurements made during the service life of the tunnel monitor the long-term safety under service conditions. Instrumentation requirements are not the same as during construction and other instruments are needed. The ideal instrument is reliable, automatic and remote reading.
The most useful measurements are:
- -
stresses in lining;
- -
relative and absolute displacements;
- -
automatic alarms.
© CFMS-CFGI-CFMR-CFG 1978
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