8 - CONCEPTION - DIMENSIONNEMENT - VERIFICATIONS

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1 8 - CONCEPTION - DIMENSIONNEMENT - VERIFICATIONS 1/Cadre règlementaire 2/Critères de conception et de dimensionnement 3/Règles constructives 4/Critères de rupture 5/Choix des paramètres de terrain 6/Actions 7/Dimensionnement aux ELU 8/Vérification aux ELS 9/Principales limites des calculs

2 3/ Règles constructives EUROCODES EN 1990 Eurocode 0 Base de calcul des structures EN 1991 Eurocode 1 Actions sur les structures EN 1992 Eurocode 2 Calcul des structures en béton EN 1993 Eurocode 3 Calcul des structures métalliques EN 1994 Eurocode 4 Calcul des structures mixtes acier béton EN 1995 Eurocode 5 Calcul des structures en bois EN 1996 Eurocode 6 Calcul des structures en maçonnerie EN 1997 Eurocode 7 Calcul géotechnique EN 1998 Eurocode 8 Calcul des structures résistance aux séismes EN 1999 Eurocode 9 Calcul des structures en aluminium

3 3/ Règles constructivesl REVETEMENTS DES TUNNELS CONCEPTION - DIMENSIONNEMENT - VERIFICATIONS Principe de vérification des structures aux états limites (ELU, ELS par la méthode des coefficients partiels : Eurocode 0 Actions et combinaisons d'actions : Eurocode 1 Calcul des structures en béton : Eurocode 2 Calcul géotechnique : Eurocode 7 EUROCODES Pour les revêtements de tunnels

4 3/ Règles constructives Soutènement définitif ( le soutènement provisoire étant souvent admis non pérenne Conditions d'utilisation (gabarit, gel, eaux séléniteuses, eaux pures, Durée de vie de l'ouvrage Esthétique (nature surface intrados, fissuration admissible, couleur, Étanchéité et drainage Tenue au feu Impact sur l'environnement (déformations admissibles, altération qualité eaux souterraines, Autres (délai de réalisation, courants vagabonds, exigences d'entretien et/ou de maintenance, CRITERES DE CONCEPTION Fonctions et exigences

5 3/ Règles constructives REVETEMENTS DES TUNNELS CONCEPTION - DIMENSIONNEMENT - VERIFICATIONS CRITERES DE CONCEPTION Limitation des sollicitations Degré de participation du terrain à la reprise des efforts résultants de l'excavation (convergence / confinement - Se rapprocher de la forme circulaire ou avec continuité géométrique - Assurer la continuité du contact terrain revêtement et la capacité de ce contact à transmettre les efforts - Fermer la section par un radier contre-voûté dans le cas de roches évolutives et dans celui d'une portance insuffisante du terrain en pied de voûte

6 3/Règles constructives Épaisseurs minimum et maximum (20 à 60 cm Variation d'épaisseur (Ex : entre piédroit et clé Longueurs plots de bétonnage (5 à 12,50 m Granulométrie béton (15 à 25 mm Température (> 5 REGLES CONSTRUCTIVES Résistance minimale au décoffrage (Ex : 10 Mpa 8 à 12h Armatures (Fondations, radier, piédroits, clé-reins.. Selon type béton coffré classique ou auto-plaçant Autres (Ex : Réalisation d'un plot en moins de 24 heures

7 Méthodes empiriques Méthodes avec interaction sol structure Comportement élasto-plastique du terrain Comportement élastique ou élasto-plastique du revêtement Approches analytiques Modélisation en 2 D ou 3 D Méthode des réactions hyperstatiques CALCULS - CRITERES DE RUPTURE Méthodes Méthode du solide composite (éléments finis, différences finis,

8 REVETEMENTS DES TUNNELS CONCEPTION - DIMENSIONNEMENT - VERIFICATIONS Valeurs caractéristiques, significatives, raisonnables et prudentes déduites : - des propriétés de terrain mesurées - de calculs ou tirées de références comparables - de paramètres géotechniques adaptées au type de calcul (résistance ou déformation - du modèle de calcul considéré CADRE DES PARAMETRES DU TERRAIN (phasage ou non, élastique ou élasto-plastique, multi-couche et/ou discrétisation des fissures ou homogénéisation,

9 Module d'élasticité (E, Coefficient de poisson (η Masse spécifique (ρ Angle de frottement interne (φ, Cohésion avant (C élast ou après rupture (C rés Dilatance post-rupture (ψ PARAMETRES DU TERRAIN COURAMMENT UTILISES Autres selon le critère de rupture utilisé

10 Actions permanentes charges de terrain, avoisinants, hydrostatique, poids propre Actions variables poussée des vérins du tunnelier, outil coffrant, charges d'exploitation dans le tunnel, d'exploitation avoisinantes Actions thermiques et de retrait gradient thermique, gel, retrait... Actions accidentelles incendie, choc de véhicule, coup de bélier REVETEMENT : ACTIONS

11 Combinaison fondamentale avec les actions permanentes (G j et une action variable principale (Q 1 - Coefficient partiel (C Gj égal à 1 pour les actions permanentes - Coefficient partiel (C Q1 égal à 1,1 pour les actions variables COMBINAISONS D'ACTIONS Situations durables et transitoires ELU fondamental

12 Combinaison des actions permanentes (G j, d'une action variable principale (Q 1 et de l'action accidentelle considérée (A d - Coefficient partiel (C Gj égal à 1 pour les actions permanentes - Coefficient partiel (C Q1 égal à 1,1 pour les actions variables - Coefficient partiel (C Ad égal à 1 pour l'action accidentelle COMBINAISONS D'ACTIONS Situations accidentelles (Pour ne pas amplifier ou répartir faussement les sollicitations

13 - Hétérogénéité des terrains - Degré de facturation - Variabilité des résultats pour une même lithologie - Qualité des forages / carottes / essais - Qualité du contact avec le terrain (altération, présence complexe drainage-étanchéité - Représentativité des modèles de calcul - Résistance à la traction du béton SYNTHESE DES LIMITES DES CALCULS - Résistance à la compression du béton et la répartition des contraintes

14 Une modélisation simple "maîtrisée" est toujours préférable à une modélisation sophistiquée dont on ne maîtrise pas toujours les paramètres.

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