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Résumé

<p style="text-align: justify;">Les tunnels revêtus de voussoirs à grandes déformations longitudinales différentielles affectent négativement les performances de service et la sécurité optionnelle d’un métro. Pour la plupart, les études antérieures sur le comportement mécanique longitudinal des tunnels à voussoirs intègrent le cadre de la théorie élastique ou élastique-plastique. Mais l’hypothèse du béton comme corps élasto-plastique ne peut refléter correctement ses caractéristiques mécaniques non linéaires telles que rhéo-amollissement, dégradation de la rigidité, etc., tandis que des dégâts ou fissures se produisent inévitablement lorsque le tunnel revêtu de voussoirs subit de fortes déformations. Cet article prend donc en compte les caractéristiques d’endommagement non linéaire du matériau en béton. Il intègre une nouvelle décomposition positive/négative du tenseur de contrainte dans la norme d’énergie pour considérer le comportement asymétrique du béton en traction/compression et élabore en conséquence un modèle constitutif d’endommagement bi-scalaire du béton. Puis il recourt au modèle de contact discontinu tridimensionnel pour élaborer le modèle numérique tunnel-sol, en vue d’examiner les mécanismes d’endommagement et de dégradation du tunnel à voussoirs à déformation différentielle. Il en résulte que l’endommagement en traction domine lorsque le tunnel à voussoirs subit une déformation différentielle ; l’endommagement en compression est alors moindre, avec davantage de force de cisaillement et un moment fléchissant induits, l’ovalisation de la section du tunnel et l’aptitude au service varient aussi le long de la direction longitudinale. L’endommagement et la dégradation du matériau en béton réduisent la rigidité intégrale du tunnel et atténuent sa capacité à résister à la déformation longitudinale et circonférentielle. Par ailleurs, l’armature des voussoirs est difficilement flexible, tandis que les boulons de couplage longitudinal sur la moitié inférieure des voussoirs à forte déformation sont enclins à l’élasticité. Il convient de noter que les anneaux de voussoirs sont les plus gravement endommagés près du point où s’infléchit le profil de déformation longitudinale et qu’ils présentent la plus forte déformation par convergence et la plus faible aptitude au service, il faut y prêter particulièrement attention.

Descripteur Urbamet

métro

Descripteur écoplanete

modélisation

Thème

Méthodes - Techniques