Cut and cover tunnel S. Commend & F. Geiser GeoMod ingénieurs conseils SA J. Crisinel De Cérenville Géotechnique SA
1.Problem description: data
Coupe 2D Propriété View Blue Red Initial geometry of the hill Final geometry of the hill
Tunnel section and soils
h w = 2 m E = 35 MPa c = 0 kpa φ = 33 γ = 19.5 kn/m 3 100 m E = 40 à 400 MPa = f(profondeur) c = 5 kpa φ = 30 γ = 20 kn/m 3 Reste fixe pour toute l étude préliminaire 100 m Initial 2D model
2. 3D simple model random distribution of the soil materials
Zone distribution aléatoire 40% Matériel 2 E = 65 MPa, 60% Matériel 3 E = 15 MPa,
Cas rand1
Modèle 3D avec matériaux aléatoires Cas rand2
A Tassement maximum cuvette Uy max [cm] X max [m] Modèle rand1 26 20 Modèle rand2 25.7 0 Modèle rand3 23.7 0 Modèle rand4 23.2 0 Modèle rand5 22.1 0 Modèle 3D avec matériaux aléatoires
3. 2D model test of different geometries on a typical section
MODÈLE BASE 6 m Remblayage par couches h max = 6 m Remblai: E = 30 MPa c = 0 kpa φ = 35 γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 1 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 2 5.1 m Remblayage par couches h max = 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: E = 30 MPa c = 0 kpa φ = 35 γ = 10 kn/m 3 a) b)
MODÈLE 3 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 4 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) MODÈLE 5 Remblayage par couches h max = 5.1 m 5.1 m Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) Annexe 1.2 2. Modèles d étude a) Remblayage par couches b) Caractéristiques remblai
MODÈLE 6 Remblayage par couches h max = 3.9 m Coupe Transversal NO SE Km. 11,8 Remblai: γ = 20 kn/m 3 a) b) MODÈLE 7 Remblayage par couches h max = 3.9 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) MODÈLE 8 Remblayage par couches h max = 3.9 m Remblai: γ = 20 kn/m 3 Remblai léger: γ = 10 kn/m 3 a) b) Annexe 1.2 3. Modèles d étude a) Remblayage par couches b) Caractéristiques remblai
Choice of the hill geometry by the contractor
4. 2D model parametrical study (soils) Available in situ or laboratory tests: -SPT & other dynamic & static penetrometer -pressiometer -triaxial tests + experience for similar soils Mohr-Coulomb and Cap-model approaches
Type of results (Maric 2008)
Crebelley A LA,B= 202.5 m. B C D E F G LE,F= 16 m. LF,G= 10 m. LC,D= 9 m. LD,E= 6 m. LB,C= 17.5 m.
Tassements estimés dans la zone des bâtiments B C D E F G L B,C = 17.5 m. L C,D = 9 m. L D,E = 6 m. L E,F = 16 m. L F,G = 10 m. Remblai: γ = 20 kn/m 3 1/3
4. 3D model
remblai RENNAZ terrain naturel galerie Annexe 8.2. Lignes de construction du modèle 3D
384 383.25 376 Annexe 1.4. Géométrie de la galerie et intersection avec les lignes de niveau du terrain et du remblai
T = 0 Etat initial Terrain naturel (376 msm) Terrain naturel (max 381 msm) Propriété Borloz situation coupe
T = 2 Excavation terrain naturel (pente 2:3) 2:3 2:3 Propriété Borloz situation coupe 376 msm
T = 3 Mise en place du remblai latéral (pente 2:3) Admis: consolidation finie avant construction galerie Remblai latéral Propriété Remblai latéral situation coupe
T = 4 Construction du radier de la galerie à 376 msm Propriété radier situation coupe 376 msm Annexe 8.7.4. Etapes de construction de la galerie T = 4. Construction du radier de la galerie
T = 5 Remblai et suite de la construction de la galerie jusqu à 378.25 msm galerie Propriété remblai situation coupe 378.25 msm Annexe 8.7.5. Etapes de construction de la galerie T = 5. Remblai et suite de la construction de la galerie et de ses «ailettes» jusqu à 378.25 msm
T = 6 Construction de l arc de la galerie remblai Propriété situation coupe Annexe 8.7.6. Etapes de construction de la galerie T = 6. Construction de l arc
T = 7 Remblai jusqu à 384 msm (état final) Remblai V tot = 63 000 m 3 (dont 8 500 m 3 en vert) Propriété RC 725b situation coupe 384 msm
remblai galerie terrain naturel RC RENNAZ Eau à 374 msm = - 2 m Propriété
terrain naturel galerie RC RENNAZ remblai Propriété
5. 3D model results -settlements
Gonflement max: Tassement max RENNAZ BORLOZ
3.3 cm (5.4 cm) 3.1 cm (4.9 cm) 42 m 52 m 43 m 0.6 cm (0.9 cm) 0.7 cm (1.0 cm) 40 m Propriété : tassement àla fin de l étude (T = 7) 3.3 cm Jeu de paramètres réalistes «Cap 3» (5.4 cm) Jeu de paramètres pessimistes
5. 3D model results deformations of the tunnel
Avec couche matériel palustre Jeu de paramètres REALISTE «Cap 3» RENNAZ
Avec couche matériel palustre Jeu de paramètres REALISTE «Cap 3» RENNAZ
Avec couche matériel palustre Jeu de paramètres REALISTE «Cap 3» Km 11840.00 Km 11820.00 Km 11800.00 Km 11780.00 RENNAZ Km 11760.00