Assessing a soft soil tunnelling numerical model using field data

Abstract

The aim of this paper is to assess a numerical soft soil tunnelling model, using field data. The lining of the tunnel to be studied was a fairly thick, very rigid structure. Given the low level of applied stresses, lining deformation was slight, and the deformation around the tunnel essentially concerned the annular space created between the soil and the lining during tunnelling. This void was partially filled with injected grout. The primary purpose of this paper is to examine models that demonstrate soil–tunnelling interactions. An empirical ‘deconfinement factor λ’ is then used to represent stress reduction around tunnels during construction. In the first model it is simply assumed that soil stresses around the tunnel reduce linearly by a factor λ. The second analysis refines this notion and considers a temporary 'reconfinement' stage in order to represent both the grouting behind the lining once it is installed, and the hydrostatic pressure that acts on the impervious tunnel (pushing the lining up into the grout). Comparisons between these models and field data measurements obtained in three fully instrumented areas of the Lyons-Vaise metro site will be discussed. Cet article a pour but d'évaluer un modèle numérique pour la construction d'un tunnel dans un sol meuble, en utilisant des données de terrain. Le revêtement du tunnel à étudier était une structure assez épaisse et très rigide. Étant donné que les contraintes appliquées étaient faibles, la déformation du revêtement était 1égère et la déformation autour du tunnel était liée essentiellement a l;espace annulaire créé entre le sol et la paroi pendant la construction. Ce vide était partiellement rempli de coulis injecté. Cet article a pour objet, principalement, d'examiner les modèles qui montrent les interactions entre le sol et l;action de creusement du tunnel. Nous utilisons ensuite un ‘facteur de d6confinement λ, obtenu de mamère empirique, pour représenter la baisse de contrainte autour des tunnels pendant la construction. Dans le premier modèle, nous présumons simplement que les contraintes dans le sol autour du tunnel baissent de fa¸on linéaire d'un facteur λ. La seconde analyse raffine cette notion et considère une étape de ‘re-confinement’ temporaire afin de représenter à la fois l'injection de coulis derrière la paroi une fois que celle-ci est installée et la pression hydrostatique qui agit sur le tunnel étanche (déplacement vertical du revetement à l'intéreur du coulis). Nous ommentons la comparaison entre ces modèles et les mesures obtenues sur le terrain dans trois zones entièrement instrumentées sur le site du métro de Lyon-Vaise.