Modelling the Excavated damage zone around an underground gallery- Coupling mechanical, thermal and hydraulical aspects

in Management and Disposal of Radioactive Waste Euradwast’08 (2008)

A zone with significant irreversible deformations and significant changes in flow and transport properties is expected to be formed in clay around underground excavations. The stress perturbation around ... [more ▼]

A zone with significant irreversible deformations and significant changes in flow and transport properties is expected to be formed in clay around underground excavations. The stress perturbation around the excavation could lead to a significant increase of the permeability, related to diffuse and/or localized crack propagation in the material. Further the drainage and the heating of disposal will modified the size and the structure of the damage zone. The main objective of the study is to model these processes at small and large scale in order to assess their impacts on the performance of radioactive waste geological repositories. This paper concerns more particularly the thermo-hydro-mechanical modelling of a hollow cylinder experiment performed in Boom Clay and the hydro-mechanical modelling of a long term dilatometer experiment performed in Opalinus Clay at Mont Terri Rock Laboratory in Switzerland. This study shows that simple models already permit to reproduce the behaviours observed experimentally. [less ▲]

Modelling the Excavated Damage Zone around an underground gallery – coupling mechanical, thermal and hydraulical aspects

Poster (2008)

Analyse inverse en géotechnique : développement d’une méthode à base d’algorithmes génétiques

in Revue Française de Géotechnique (2008), 122

Soil parameter identification using a genetic algorithm.

in International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics (2008), 32(2), 189-213

This paper is dedicated to the identification of constitutive parameters of the Mohr–Coulomb constitutive model from in situ geotechnical measurements. A pressuremeter curve and the horizontal ... [more ▼]

This paper is dedicated to the identification of constitutive parameters of the Mohr–Coulomb constitutive model from in situ geotechnical measurements. A pressuremeter curve and the horizontal displacements of a sheet pile wall retaining an excavation are successively used as measurements. Two kinds of optimization algorithms are used to minimize the error function, the first one based on a gradient method and the second one based on a genetic algorithm. The efficiency of each algorithm related to the error function topology is discussed. Finally, it is shown that the use of a genetic algorithm to identify the soil parameters seems particularly suitable when the topology of the error function is complex. [less ▲]

Identification des paramètres mécaniques des sols par analyse inverse sur des essais et ouvrages géotechniques

in XXVèmes Rencontres de l'Association Universitaire de Génie Civil (AUGC) (2007)

Cet article est consacré à l’identification des paramètres du modèle constitutif de sol Mohr-Coulomb à partir du déplacement horizontal d’un mur de soutènement. Une analyse inverse basée sur un algorithme ... [more ▼]

Cet article est consacré à l’identification des paramètres du modèle constitutif de sol Mohr-Coulomb à partir du déplacement horizontal d’un mur de soutènement. Une analyse inverse basée sur un algorithme génétique est proposée. Cette méthode d’optimisation robuste identifie rapidement un ensemble de solutions autour de l’optimum. Cet ensemble est ensuite décrit par une analyse en composantes principales. Cette nouvelle technique d’optimisation combinant un algorithme génétique et une analyse en composantes principales permet de définir sous forme d’un ellipsoïde l’ensemble des solutions caractéristiques des propriétés mécaniques du sol. [less ▲]

Analyse inverse en géotechnique : développement d’une méthode à base d’algorithmes génétiques

Doctoral thesis (2007)

La plupart des essais géotechniques in situ ne permettent pas d’identifier directement les paramètres constitutifs des couches de sol. L’utilisation de calculs par éléments finis pour dimensionner les ... [more ▼]

La plupart des essais géotechniques in situ ne permettent pas d’identifier directement les paramètres constitutifs des couches de sol. L’utilisation de calculs par éléments finis pour dimensionner les ouvrages est ainsi limitée par une mauvaise connaissance des propriétés mécaniques des sols. C’est dans ce contexte que se pose la problématique d’analyse inverse en géotechnique : quelles informations concernant les paramètres constitutifs du sol est-il possible d’obtenir à partir de mesures in situ? Ce travail concerne l’identification des paramètres de modèles constitutifs de sols par analyse inverse. Afin d’avoir une méthode d’identification adaptable à tout type de mesures (essais in situ ou ouvrages instrumentés), une méthode directe de résolution du problème inverse est développée. Des valeurs a priori sont données aux paramètres inconnus pour simuler le problème direct associé, à l’aide du code de calcul par éléments finis jusqu’à ce que l’écart entre les résultats du calcul numérique et les mesures in situ soit minimal. Les principales approches utilisées dans la littérature pour résoudre des problèmes d’optimisa- tion sont basées sur des méthodes de gradient. Ces méthodes supposent l’unicité de la solution du problème inverse. Or, les erreurs de modélisation et les incertitudes de mesures sont importantes en géotechnique. Il n’existe donc pas de solution exacte pour le problème inverse mais plutôt une infinité de solutions approchées. L’objectif de ce travail est de développer une méthode d’analyse inverse permettant d’identifier l’ensemble de ces solutions. Pour cela, nous avons choisi de baser la procédure d’analyse inverse sur un processus d’optimisation par algorithme génétique. Cette méthode, robuste et efficace, est connue pour sa capacité à résoudre des problèmes complexes. Nous montrons dans cette étude que l’analyse des solutions estimées par l’algorithme informe également sur la sensibilité des paramètres d’un modèle et sur l’existence possible de relations mathématiques entre ces paramètres. Suite à cela, nous proposons de décrire mathématiquement l’ensemble des solutions identifiées par l’algorithme génétique grâce à une étude statistique de type analyse en composantes principales. Cette étude montre que même si toutes les solutions d’un problème ne sont pas identifiées directement par l’algorithme génétique, leur exploitation par une analyse en composantes principales permet d’estimer l’ensemble des solutions du problème inverse. Cette méthode est développée à partir de quelques résultats obtenus sur des exemples synthétiques d’ouvrages de soutènement et d’essais pressiométriques. Puis, différentes applications réelles sur ces types d’essais et d’ouvrages géotechniques illustrent la pertinence de la méthode. [less ▲]

Analyse inverse en géotechnique : Application à une excavation en milieu urbain

Conference (2006)

Analyse inverse d’une courbe pressiométrique par algorithme génétique

in Gambin, Michel; Magnan, Jean-Pierre; Mestat, Philippe (Eds.) ISP5 - Pressio 2005 - Volume 1 (2005)

Cet article est consacré à l’identification des paramètres constitutifs d’un modèle de Mohr-Coulomb à partir d’un essai pressiométrique. Pour minimiser l’écart entre le résultat de l’essai et sa ... [more ▼]

Cet article est consacré à l’identification des paramètres constitutifs d’un modèle de Mohr-Coulomb à partir d’un essai pressiométrique. Pour minimiser l’écart entre le résultat de l’essai et sa simulation numérique, une optimisation par algorithme génétique est proposée. On montre qu’il semble difficile d’identifier simultanément un module de déformation et un angle de frottement à partir d’une seule courbe pressiométrique [less ▲]