Long term behaviour in tunnelling: limitations in using creep parameters

Chrysothemis Paraskevopoulou, Mark Diederichs

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Engineering Geology II

ABSTRACT: In underground projects time-dependent deformations can occur and terminate during the construction process or continue over a long period of time. This kind of behavior takes place under a particular combination of rock mass mechanical properties and in-situ stresses and can occur either under sustained loading and constant stresses or as a relaxation process under conditions of fixed strain. The simulation of such behaviour in numerical modeling and the selection of creep parameters in a visco-elastic or a visco-plastic analysis are not trivial and needs great consideration. Creep parameters can be found in the literature and are normally estimated either from lab or in-situ tests. Examples are presented on this paper. For this purpose, a sensitivity analysis in a tunneling environment is presented and different parameters are selected in order to capture the effect and illustrate the critical aspect of parameter selection. For the analysis the Finite Difference Code is used and the analysis is made in 2-Dimensions. Drawing on the results, this paper highlights the mechanisms of the viscous models and the implications that may arise from the selection of different parameters by giving practical guidelines.

RÉSUMÉ: Dans les projets souterrains déformations dépendant du temps peuvent se produire et de mettre fin au cours du processus de construction ou de continuer sur une longue période de temps. Ce genre de comportement a lieu dans une combinaison particulière de roches massives des propriétés mécaniques et des contraintes in situ et peut se produire soit sous charge continue et contraintes constantes ou comme un processus de relaxation dans des conditions de tension fixe. La simulation d'un tel comportement dans la modélisation numérique et la sélection des paramètres de fluage dans un visco-élastique ou une analyse visco-plastique ne sont pas négligeables et doit une grande considération. Paramètres de fluage peuvent être trouvés dans la littérature et ils étaient estimés soit à partir de laboratoire ou in situ des tests, des exemples sont présentés sur ce document. A cet effet, une analyse de sensibilité dans un environnement tunnel est présentée et différents paramètres sont sélectionnés afin de capturer l'effet et "point de rupture" l'aspect critique des paramètres choisis. Le même problème est simulée dans chaque analyse utilisant différents paramètres de fluage. Pour l'analyse le code de différence finie est utilisé et que l'analyse se fait dans les deux deux dimensions. S'appuyant sur les résultats, ce document met en lumière les mécanismes des modèles visqueux et les conséquences qui peuvent découler de la sélection des différents paramètres en donnant des directives pratiques.

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