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Communication Dans Un Congrès Année : 2016

Finite element simulation of centrifuge tests on bolt-reinforced tunnel face

Résumé

The reinforcement of tunnel faces by bolts is a very commonly used technique. It allows to improve the stability of the tunnel face and to reduce the surface settlements. Although the technique is widespread, there are not yet simple tools or methods available for the design of bolting schemes. Also, data on the response of the bolted tunnel face during the excavation remains difficult to obtain. In this context, centrifuge tests are a convenient approach of the performance of bolt reinforcement: it is simpler and more economical than the instrumentation of an actual tunnel face. The aim of this paper is to simulate numerically the centrifuge tests on models of bolted tunnel faces carried out by Al Hallak (1999). Simulations are carried out with the finite element code CESAR-LCPC. Two types of three-dimensional simulations are performed. In the first one, bolts are represented by unidimensional 'bar' elements, which take into account the friction between soil and bolts. In the second type of simulations, the ground bulk reinforced by bolts is modelled using the homogenized model by Sudret and Buhan (1999). The results of the discretized calculations are in better agreement with the measured displacements than the homogenized calculations, especially for the end of the tests.
Le renforcement du front de taille des tunnels par boulonnage est une technique très courante. Elle permet d'améliorer la stabilité du front de taille et de réduire les tassements de surface. Bien que cette technique soit très répandue, il n'existe pas encore d'outil ou de méthode simple de dimensionnement du dispositif de renforcement. De plus, les données relatives au comportement du front de taille renforcé sont rares. Dans ce contexte, les essais en centrifugeuse constituent une approche commode pour évaluer la performance du renforcement, plus simple et plus économique que l'instrumentation d'un tunnel réel. Le but de cette communication est de simuler numériquement les essais en centrifugeuse réalisés sur des modèles réduits par Al Hallak (1999). Les simulations sont effectuées avec CESAR-LCPC. Deux types de modélisation 3D sont réalisées : Dans la première, les boulons sont représentés par des éléments 1D (de type barre) qui prennent en compte le frottement entre le sol et les boulons. Dans le second type de simulations, on représente le sol renforcé par les boulons par un modèle homogénéisé proposé par Sudret et de Buhan (1999). Les résultats du calcul discrétisé (première approche) sont en meilleur accord avec les mesures que les calculs homogénéisés (deuxième approche), en particulier pour la fin des essais.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-01474711 , version 1 (23-02-2017)

Identifiants

  • HAL Id : hal-01474711 , version 1

Citer

Mawudo Eirel Cedric Hounyevou Klotoe, Emmanuel Bourgeois. Finite element simulation of centrifuge tests on bolt-reinforced tunnel face. 13th International Conference Underground Construction, May 2016, Prague, France. 12p. ⟨hal-01474711⟩
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