Mechanical responses of surrounding rock mass and tunnel linings in large-span triple-arch tunnel.

LUO, Jiwei ; ZHANG (Dingli) ; FANG (Qian) ; LIU, Daoping ; XU, Tong

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Résumé
<p style="text-align: justify;">Cet article s’appuie sur la construction d’un tunnel à triple voûte de grande portée pour la gare de Badaling. Il s’attache aux caractéristiques de déformation de la masse rocheuse environnante, au processus en évolution de la charge de la masse rocheuse et aux comportements mécaniques des revêtements du tunnel. Il recourt à la modélisation numérique pour analyser les déformations de la masse rocheuse. L’excavation du tunnel avant perturberait la masse rocheuse du tunnel arrière et entraînerait sa pré-déformation. Comme le tunnel médian est en décalage sur les deux tunnels latéraux, il présente un pré-tassement bien plus marqué que les tunnels latéraux. La méthode de surveillance in situ permet d’obtenir la pression de la masse rocheuse, la pression de contact entre les revêtements du tunnel et les contraintes de l’acier à l’intérieur des revêtements. En phase initiale, la pression de la masse rocheuse et la pression de contact des revêtements s’élèvent vite ; puis les pressions surveillées tendent à rester stables jusqu’aux phases suivantes d’excavation qui perturbent la masse rocheuse. Pour la plupart, les contraintes de l’acier à l’intérieur des revêtements du tunnel sont des contraintes en compression, considérablement inférieures à la résistance élastique, ce qui signifie que les revêtements sont dans un état de travail sûr. L’excavation du tunnel médian, partie la plus notable de l’excavation du tunnel à triple voûte, élève sensiblement la charge de la masse rocheuse des tunnels latéraux, en particulier la charge latérale sur les piédroits. Le revêtement secondaire des tunnels latéraux partage la majeure partie de la nouvelle charge accrue qu’entraîne l’excavation du tunnel médian. L’article suggère donc d’améliorer la portance latérale du tunnel à triple voûte. La charge de la masse rocheuse se répartit symétriquement le long de l’axe central, mais il existe une considérable charge de biais en haut et en bas des parois séparant les tunnels latéraux et médian, ce qui signifie qu’il faudrait renforcer la résistance en flexion et la capacité anti-renversement des parois de séparation. Selon les réponses mécaniques du tunnel, l’article émet certaines suggestions techniques pour l’excavation d’un tunnel à triple voûte de grande portée. Les résultats de cette étude peuvent servir de références pour dimensionner et construire des tunnels à triple voûte de grande portée.
Descripteur Urbamet
gare ; SURVEILLANCE
Descripteur écoplanete
modélisation
Thème

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