Modélisation numérique du comportement différé des cavités souterraines - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2002

Modélisation numérique du comportement différé des cavités souterraines

Résumé

The subject of this present work is the numerical modelling of time-dependent behaviour of deep tunnel and waste disposal cavities, which are excavated in creeping rocks. After a wide bibliographic review, this research is composed of three main other parts. First of all, from a theoretical point of view, the Lemaitre's viscoplastic model was implemented in the FLAC 2D finite-difference code. Particular attention was paid to the stability of the numerical solution for such an explicit mode of resolution. Related to the circular tunnel in a plane strain configuration, the time-dependent analytical expression was also developed for this law. Secondly, an experimental study was carried out using relaxation tests and constant strain rate tests, which were performed on claystone samples from the East side (France). The aim is the identification of creep mechanical parameters for Lemaitre's model, in order to predict long-term behaviour. Besides, microscopic analysis of thin rock sections was also made so as to understand micromechanisms of time-dependent deformation. Then, the reconnaissance gallery from the Mont Terri site (Switzerland) was studied. We succeed in fitting Lemaitre model parameters on in situ convergence measurements. Thus, the method resulting from this case study was applied to determine long-term behaviour of deep waste disposal cavities, with the start of the E-REP experiment in Bure laboratory (East of France), in collaboration with ANDRA.
La modélisation numérique du comportement différé des ouvrages souterrains, excavés à grande profondeur dans des roches sensibles au fluage, est actuellement un sujet de première importance. Cette étude se compose d'un premier volet bibliographique et théorique, d'un second volet expérimental, et d'applications numériques réalisées sur des tunnels et des cavités souterraines. D'un point de vue théorique, la loi viscoplastique de Lemaitre est retenue et implémentée dans le code aux différences finies, FLAC 2D. Un intérêt particulier est porté sur l'étude de la stabilité de la solution numérique en mode de résolution explicite. Cette loi fait également l'objet d'un développement analytique en déformations planes, pour les cavités cylindriques. L'étude expérimentale est réalisée sur les argilites du site de l'Est de l'ANDRA, au moyen d'essais de relaxation, et d'essais de chargement à vitesse de déformation imposée. L'objectif est d'ajuster une loi de Lemaitre, qui soit représentative de la tendance de l'évolution du comportement à long terme. Des résultats d'analyses microstructurales sont présentés pour mieux appréhender les mécanismes de déformations différées. L'étude de cas porte sur la galerie de reconnaissance du tunnel du Mont Terri (Suisse). Sa finalité réside dans la détermination de jeux de paramètres de la loi de Lemaitre à partir des mesures de convergences in situ. L'application de la méthodologie est alors proposée pour les ouvrages de stockage de déchets nucléaires à grande profondeur (expérience E-REP avec l'ANDRA).
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Dates et versions

tel-00001546 , version 1 (08-08-2002)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00001546 , version 1

Citer

Eric Boidy. Modélisation numérique du comportement différé des cavités souterraines. Sciences de l'ingénieur [physics]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00001546⟩

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