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Numerical modelling of the creep behaviour of clays with emphasis on tunnels and underground openings
A critical review of the state-of-the-art
Résumé
Ce rapport présente une vue d'ensemble et une évaluation critique de la situation actuelle de la modélisation numérique du comportement au fluage des argiles. Cet aperçu et cette évaluation se concentrent sur les applications relatives aux excavations souterraines. Sont abordées des observations de terrain et en laboratoire du comportement dans le temps, la modélisation du fluage et l'application numérique des équations représentatives. Une évaluation critique de l'aptitude des modèles actuels à prédire les aspects du comportement au fluage relatifs à la conception de dépôts finals pour déchets est présentée, complétée de suggestions destinées à améliorer les analyses qui pourraient être développées sur la base des technologies existantes.
Des observations relatives au comportement au fluage en laboratoire et dans le terrain sont passées en revue afin de dresser les éléments sur la base desquels on pourra évaluer l'aptitude des équations constitutives et des modèles numériques à reproduire les aspects importants des phénomènes de fluages d'argiles. On relève le manque de données relatives au fluage à long terme sous conditions de drainage. On attire aussi l'attention sur le manque de données significatives sur le fluage d'argiles rigides et de roches argileuses, sur l'effet de la température et sur le fluage sous conditions de drainage pour des situations autres que celles sous contraintes unidimensionnelles.
Des modèles heuristiques et mathématiques sont passés en revue. Les modèles heuristiques fournissent une base pour l'évaluation des paramètres nécessaires pour la mécanique en milieu continu. Des modèles mécaniques en milieu continu sont nécessaires pour une analyse numérique. Il a été démontré que, grâce à l'utilisation d'analyses itératives et par incréments, tout modèle mécanique d'un milieu continu visqueux, ou totalement dépourvu de viscosité, pouvait pratiquement être adapté pour prendre en compte le comportement dans le temps.
Les modèles numériques disponibles pour l'étude de problèmes géotechniques concernant des déformations par fluage sont passés en revue. Des modèles traitant du couplage thermomécanique sont également examinés. On cite des cas où une analyse incluant le fluage pour l'étude du comportement de prototypes a été utilisée. Le manque d'exemples bien documentés de déformations dans le cours du temps pour une durée significative représente toutefois un obstacle majeur à la vérification des modèles.
Des recommandations sont présentées pour une approche différente de la conception de revêtements intérieurs permettant de garantir le maintien de leur intégrité mécanique à très long terme.
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