Assas Recherche | Analyse des risques hydromécaniques des tunnels sous-marins avec des revêtements en voussoirs traversant des failles ou des formations fracturées

Analyse des risques hydromécaniques des tunnels sous-marins avec des revêtements en voussoirs traversant des failles ou des formations fracturées (Document en Anglais)

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Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse consultable sur internet, en texte intégral.

Informations sur les contributeurs

Auteur : Ahn Kyeunghye

Ahn, Kyeunghye

Nom

Ahn

Prénom

Kyeunghye

Nationalité

Français

Date de soutenance : 23-05-2023

Directeur(s) de thèse : Pouya Amade

Pouya, Amade

Nom

Pouya

Prénom

Amade

Etablissement de soutenance : Marne-la-vallée, ENPC

Marne-la-vallée, ENPC

Nom

Marne-la-vallée, ENPC

Laboratoire : Laboratoire Navier (Paris-Est)

Laboratoire Navier (Paris-Est)

Nom

Laboratoire Navier (Paris-Est)

Ecole doctorale : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)

École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)

Nom

École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)

Informations générales

Discipline : Géotechnique
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Tunnels sous-Marins, Analyse théorique, Revêtements en voussoirs, Zone des failles et fractures, Hydromécaniques couplage, Modélisation numérique
Mots-clés :

Tunnels immergés - Construction
Tsushima (Japon ; archipel)
Hydroélasticité
Matériaux -- Propriétés mécaniques
Analyse numérique
Zones de failles

Résumé : Le projet de tunnel sous-marin «Busan-Tsushima», la plus courte distance de la Corée au Japon, rencontre la zone de faille sous-marine de Yangsan (faille active). Par conséquent, il est essentiel de considérer la zone de faille lors de la conception de ce tunnel sous-marin.Cette recherche a été initiée par une étude des propriétés géographiques et géophysiques (méthode empirique) du fond marin de Busan-Tsushima entre la Corée et le Japon.Pour analyser les effets de la pression hydraulique, nous avons procédé à la recherche d'une méthode appropriée dans la modélisation numérique avec des chemins de charge adéquats (drainage et non-drainage) en utilisant un code d'éléments finis (Disroc-FEM).Dans un premier temps, nous avons comparé les résultats théoriques et les résultats de la modélisation de l'analyse numérique selon diverses conditions et nous nous sommes concentrés sur l'estimation de la quantité d'afflux dans le tunnel pour différentes propriétés hydrauliques du revêtement et du sol.La modélisation considère un modèle sophistiqué de joint de segment de tunnel dans lequel le revêtement de segment est modélisé comme un matériau en vrac plutôt qu'un modèle de poutre unique souvent utilisé dans les simulations 2D existantes. Ce modèle a l'avantage de réaliser une analyse numérique plus complète du comportement du revêtement et de prendre en compte le comportement élastoplastique du sol. En fait, les études existantes dans la littérature se sont limitées au comportement élastique du sol. Le revêtement du segment de continuum de type volume a été modélisé et d'abord comparé aux modèles théoriques existants, puis aux résultats d'analyse numérique pour le revêtement à un anneau. Ces comparaisons ont montré les avantages du modèle de revêtement massif par rapport au modèle de poutre. Puis, en réponse à l'étape de convergence (taux de déconfinement) de l'excavation avec le revêtement du segment massif, l'influence de l'interface (injection, écart de queue) entre le revêtement et le sol a été analysée. Dans cette partie, une analyse comparative a été effectuée pour différentes classes de propriétés rocheuses et différents rapports de pression horizontale des terres. Il a été constaté que la relation contrainte-déformation non linéaire entre le contact sol-revêtement pouvait contrôler la charge finale supportée par le revêtement. Enfin, les effets des propriétés des joints entre les éléments de segment du revêtement ont été analysés.Pour l'analyse à long terme d'un tunnel de sol mou de faible profondeur dans des conditions drainées et non drainées, les effets des propriétés hydrauliques de l'interface et du sol avec différents coefficients de Biot ont été analysés. Cette analyse a également fourni l'évolution des contraintes autour du tunnel en prenant en compte les joints du tronçon à comportement mécanique fortement non linéaire.En raison de conditions géologiques complexes, une analyse de tunnels segmentés avec différents emplacements par rapport à la zone de faille a été réalisée. Les zones de failles aux propriétés mécaniques très médiocres, par rapport aux propriétés du sol autour du tunnel, ont été considérées dans différentes conditions hydrauliques et les risques d'intégrité hydraulique et mécanique associés ont été analysés. Les résultats de cette analyse peuvent ouvrir la voie à une conception de la structure de revêtement pour prévenir certaines situations à risque imprévues.Les analyses hydromécaniques en conditions non drainées ont été réalisées pour le comportement élastique du revêtement et du sol. L'évolution en conditions non drainées des matériaux élastoplastiques a montré quelques difficultés numériques dont l'investigation constitue la perspective du présent travail.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2023ENPC0019
Type de ressource : Thèse