Contribution à l’étude de la stabilité du front de taille d’un tunnel en milieu cohérent

Abstract

RésuméLe problème de la stabilité du front de taille d'un tunnel a fait l'objet de nom breuses études au cours des vingt dernières années en raison de la construc tion d'ouvrages dans des conditions de plus en plus difficiles. En particulier la théorie du calcul à la rupture a permis d'aboutir à un encadrement de la pres sion de soutènement à appliquer au niveau du front de taille pendant les tra vaux pour assurer la stabilité du tunnel. L'étude décrite dans cet article est destinée à améliorer les estimations théori ques du risque d'instabilité au front de taille dans le cas d'un tunnel circulaire creusé à faible profondeur dans un terrain purement cohérent. L'accent est mis sur l'approche par l'extérieur. Les mécanismes examinés permettent de tenir compte du caractère tridimensionnel du problème abordé ainsi que des risques d'instabilités globales et locales. Les résultats conduisent à penser que les dif férences constatées entre bornes supérieures et inférieures des chargements potentiellement supportables pourraient provenir de la surestimation des capa cités de résistance du terrain, qui résultent de leur caractérisation par un cri tère de TRESCA (autorisant la mise en traction du terrain). AbstractTunnel face stability has received special consideration over the past twenty years, due to the construction of tunnels in increasingly difficult conditions. In particular, yield calculation principles have been used to find a bracketted esti mate of the tunnel pressure that should be used to stabilize the face during construction. The purpose of the present study is to improve existing methods used to esti mate the face stability of shallow circular tunnels driven in purely cohesive soils. New upper bound estimates are considered. The failure mechanisms conside red allow to account for the three-dimensional nature of the problem and include local as well as global failure conditions. The results support the idea that the differences between estimated upper and lower bound solutions could result from overestimated ground resistance properties, consecutive to the use of the TRESCA criterion (which allows for tensile stresses in the ground).

Analyse par la théorie du calcul à la rupture de la réduction de capacité portante d'une fondation due à la proximité d'une pente

“…Certains auteurs suggèrent de prendre en compte une telle non linéarité par le biais d'un critère de type « para bolique » : Charles (1982), Fry et Vézole (1992), Mesri et Abdel-Ghaffar (1993). D'autres, souhaitant mettre princi palement l'accent sur le défaut, voire l'absence totale, de résistance à la traction notamment pour des milieux cohérents, ont adopté un critère « tronqué en traction » pour traiter par exemple des problèmes de stabilité du front de taille d'un tunnel (Dormieux et Leca, 1992,1993 ou bien de dimensionnement de fondations sous charges excentrées inclinées (Pecker et Salençon, 1992). C'est ce second point de vue que nous retiendrons ici.…”

Pseudo‐static analysis of tunnel face stability using the generalized Hoek–Brown strength criterion

“…As regards the theoretical approaches, wide amounts of contributions have dealt with the analysis of tunnel face stability including analytical and numerical models . Many of these contributions have considered tunnels excavated in dry soil, whereas few works incorporated the effect of seepage forces in the stability analysis .…”

“…Many of these contributions have considered tunnels excavated in dry soil, whereas few works incorporated the effect of seepage forces in the stability analysis . In the context of theoretical approaches, the limit analysis undoubtedly offers a consistent framework for the stability analysis, and the kinematic method has proved efficient for assessing the necessary conditions for a tunnel face to remain safe (, to cite a few).…”