Assas Recherche | Étude du comportement des revêtements de tunnels creusés au tunnelier : modélisation numérique du contact entre voussoirs

Étude du comportement des revêtements de tunnels creusés au tunnelier : modélisation numérique du contact entre voussoirs (Document en Français)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Trad (Trad), Rim

Trad (Trad), Rim

Nom

Trad

Nom de naissance

Trad

Prénom

Rim

Nationalité

Date de soutenance : 20-12-2021

Directeur(s) de thèse : Mroueh Hussein

Mroueh, Hussein

Nom

Mroueh

Prénom

Hussein

- Bian Hanbing

Bian, Hanbing

Nom

Bian

Prénom

Hanbing

Etablissement de soutenance : Université de Lille (2018-2021)

Université de Lille (2018-2021)

Nom

Université de Lille (2018-2021)

Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement

LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement

Nom

LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement

Ecole doctorale : École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)

École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)

Nom

École graduée Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)

Informations générales

Discipline : Génie civil
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Voussoirs, Méthode simplifiée par macroélément
Mots-clés :

Tunnels -- Construction
Revêtements en béton -- Joints - Modèles mathématiques
Constructions -- Calcul

Résumé : Le creusement des tunnels en milieu urbain a connu un essor considérable ces dernières décennies, avec des projets de plus en plus ambitieux. L’un des enjeux majeurs des ingénieurs et d’assurer à la fois la sécurité des travaux de construction et celle des avoisinants, souvent dans un contexte de plus en plus complexe. Dans ce cadre-là, les ingénieurs cherchent à améliorer leur modèle de calcul de l’ouvrage souterrain, qui en plus de l’aspect tridimensionnel et fortement non linéaire, doit prendre en compte le comportement des éléments de l’ouvrage de soutènement, constitué principalement de voussoirs formant l’anneau des tunnels par assemblage mécanique en eux. Dans certaines configurations, la connaissance du comportement des liaisons entre voussoirs est primordiale, car elle peut influencer de manière substantielle les méthodes de calcul.Le cadre de cette thèse s’inscrit dans cet objectif de mieux comprendre et de proposer des améliorations aux outils de calcul des soutènements des tunnels revêtus par des anneaux de voussoirs.Le premier objectif de ce travail est d’évaluer la fiabilité des approches existantes dans la littérature sur l’influence de la présence des joints dans la structure d’un tunnel. Le deuxième objectif est de proposer une modélisation numérique pratique du joint avec une loi de comportement tenant compte de toutes les non-linéarités des paramètres matérielles et géométriques qui influent sur le comportement du joint.Une étude comparative numérique des différentes méthodes existantes dans la littérature est d’abord abordée. Sur la base de données issues de la littérature, il est noté que les différentes méthodes fonctionnent mais à condition de pouvoir les calibrer à des données de chantier parfois indisponibles. Une limitation des méthodes existantes est donc observée, d’où la nécessité de décrire le comportement du joint de la manière la plus pertinente en fonction de la géométrie et des caractéristiques des joints.Le deuxième objectif de la thèse est de proposer un modèle de calcul par élément fini tridimensionnel capable de prendre en compte le comportement local complexe des joints à travers une approche globale, sur la base d’essais de flexion quatre points de deux voussoirs et d’un joint longitudinal. Une étude paramétrique est appliquée sur cette simulation pour étudier l’influence des paramètres reliés aux non-linéarités matérielles et à la géométrie de l’interface sur le comportement du joint. Une loi de comportement du joint longitudinal (Moment en fonction de rotation) non-linéaire est proposée et validée avec les essais expérimentaux. Les calculs sont également étendus au comportement non linéaire du béton, avec la prise en compte de la plasticité et l’endommagement du béton.La dernière partie vise à fournir une approche pratique pour modéliser le macroélément du joint longitudinal par éléments finis unidimensionnels. Cette méthode simplifiée est capable de prendre en compte le comportement local complexe (prise en compte de toutes les non-linéarités des paramètres matérielles et géométriques qui influent sur le comportement du joint : Nombre de boulons, épaisseur de voussoir, chargement, l’endommagement, résistance de joint...) par une approche globale. La fiabilité du modèle proposée a été confirmée par de bonnes correspondances entre les résultats obtenus par simulation et le comportement observé des essais expérimentaux.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2021LILUN036
Type de ressource : Thèse