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1 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg INSTITUT FÜR INGENIEURGEODÄSIE UND M

1 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg INSTITUT FÜR INGENIEURGEODÄSIE UND MESSSYSTEME INSTITUT FÜR BODENMECHANIK UND GRUNDBAU SERVICE JOURNEE TA 2020 2 06.02.2020 Fibre optique Capteurs optiques à fibre optique La fibre optique est à la fois un câble de transmission de données et un élément sensible Exemple: Résolution de 50 cm, longueur de mesure 10 km x 1 mesure donne 20.000 lectures Résolution de 1 cm, longueur de mesure 70 m x 1 mesure donne 7 000 lectures JOURNEE TA 2020 3 06.02.2020 RÉFLECTOMÈTRE OPTIQUE À RÉTRODIFFUSION Division en segments de fibre de longueur Δz ∆ni ∆nk IR,i IR = IR(z), modèle unique (« empreinte digitale ») IR z Δz – Longueur: 70 m – Résolution de localisation: ≤ 10 mm – Précision: 1 μm/m bzw. 0.1 K – Fréquence: ≈ 0.1 Hz Luna Inc., 2014 4 Simulation numérique d’un essai d’arrachement et comparaison avec des mesures in situ 12. Österreichische Geotechniktagung | Wien | 31.1. - 1.2.2019 Instrumentation en fibre optique Capteur optique de fibre : Type #02 Fibre de verre dans des tubes en acier et gaine en plastique Surface structurée Capteur optique de fibre : Type #03 Fibre de verre dans les tubes en acier et gaine en plastique Tresse en acier supplémentaire Surface structurée Capteur optique de fibre : Type #04 Capteur de température Fibre de verre lâche dans des tubes en acier 7.2 mm 3.2 mm 3.8 mm JOURNEE TA 2020 5 06.02.2020 Expériences menées 1. Bac de stockage de Keller Grundbau, Sâding près de Graz, Autriche 2. Expériences avec des tirants à plusieurs étages 3. Sols à grain fin - St. Kanzian at Lake Klopein, Autriche 4. Roche - Mur d'ancrage A10, test sur l'ancre du système - mesures continues 5. Sols à grain grossier - City Tower, Ljubljana, Slovénie Keller Grundbau Projet de recherche LiNaFOS JOURNEE TA 2020 6 06.02.2020 Pull-out test setup 6 Test d’arrachement d'ancrage avec détection optique, 09/2015 Sâding, Autriche JOURNEE TA 2020 7 06.02.2020 7 Déformations axiales JOURNEE TA 2020 8 06.02.2020 Tirants à plusieurs étages A2 (Wien-Graz): Degendamm JOURNEE TA 2020 9 06.02.2020 Instrumentation et installation directement sur place Instrumentation par fibre optique Surveillance des brins d'acier et du coulis Installation directement sur le chantier Longueurs d'ancrage allant jusqu'à 25 m JOURNEE TA 2020 10 06.02.2020 Résultats Surveillance Transfert de charge des torons en acier au coulis Activation progressive du coulis Niveau de charge maximum: pas d'activation complète de l'ancrage central # 02 Laststufe 900 kN 1500 kN 2100 kN JOURNEE TA 2020 11 06.02.2020 12 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg INSTITUT FÜR INGENIEURGEODÄSIE UND MESSSYSTEME 13 CARACTÉRISATION DE LA ZONE ET DESCRIPTION DU TIRANT Tirant étudié Section 14 CARACTÉRISATION DE LA ZONE ET DESCRIPTION DE L'ANCRAGE Cross section Anciens tirants Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 15 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Situation Ancrage 8 brins (ϕ 15,7 mm) Longueur de toron: 26,94 m Sous terre : 25,59 m Espacement : 1,35 m Longueur d’ancrage : ~ 9,80 m Datum Tätigkeit 19.06.2018-21.06.2018 Instrumentierung der Litzen 02.07.2018-03.07.2018 Ankereinbau 18.07.2018-19.07.2018 Ausziehversuch 16 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Brins graissés Freispielstrecke Haftstrecke 17 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Instrumentation fibre optique Type # 02, type # 03 et type # 04 Instrumentation sur site Fibre optique à l'extérieur du tube à ailettes Fixation avec du ruban adhésif 18 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Installation 19 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Essai Installation 03.07.2018 Essai 19.07.2018 20 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Essai Chargement Chargement et déchargement par étapes de 200 kN jusqu’à 1485 kN Enfin, charger le tirant à 810 kN 21 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Résultats (Ref. = 0 kN) Link Matlab-Figure 22 NUMERICAL SIMULATION Numerical model – Plaxis 3D 2017 Upper layer Rock Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 23 Numerical model – Plaxis 3D 2017 Comment l'activation du tirant est-elle affectée par la rigidité de la roche? Material g (kN/m³) φ (°) c (kN/m²) E (MPa) Upper layer 21 35 0 70 Rock 24 40 40 150-500 Erock = ? Upper layer UCS: 50 to 75 MPa Recommended parameters (Geotechnical Report): Too conservative NUMERICAL SIMULATION Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 24 Erock = 500 MPa Valeur suggérée dans le rapport géotechnique trop mou Strains tendon – fixed length COMPARAISON - RÉSULTATS IN SITU VS NUMÉRIQUES Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 25 Erock = 10000 MPa c = 100 kPa Strains tendon – fixed length Erock = 5000 MPa c = 100 kPa COMPARAISON - RÉSULTATS IN SITU VS NUMÉRIQUES Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 26 1040 kN ftmax COMPARAISON - RÉSULTATS IN SITU VS NUMÉRIQUES cracks ≈ 1 m Contrainte de traction dans le coulis Strain distribution - grout cracks Fibre-optic measurement ≈ 1 m Erock = 10000 MPa c = 100 kPa Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 27 uy Load-displacement curves If Erock = 500 MPa (suggested value) too soft Best fit: Erock = 5000 MPa and 10000 MPa E = 500 MPa c = 40 kPa E = 5000 MPa c = 40 kPa c = 100 kPa E = 5000 MPa E = 10000 MPa c = 100 kPa E = 10000 MPa c = 40 kPa COMPARAISON - RÉSULTATS IN SITU VS NUMÉRIQUES Small difference between Erock = 5000 MPa and 10000 MPa Contenu | Description de la zone et de l'ancre | Activités | Résultats in situ | Simulations numériques | Comparaison 28 Construction d'un hôtel de 80 m de hauteur (A-Tower Ljubljana) Castle Anchor Main station PULL-OUT TEST: LJUBLJANA 29 Construction d'un hôtel de 80 m de haut (A-Tower Ljubljana) Profondeur totale d'excavation : 17 m Des colonnes de Jet Grouting et des ancrages temporaires ont été utilisées PULL-OUT TEST: LJUBLJANA 30 Monitored anchor 2 strands were monitored PULL-OUT TEST: LJUBLJANA 31 Free length: 6 m Fixed length: 6 m 8 strands (8x15.7mm, steel Y1860) Φborehole = 200 mm Date Activity 17.01.2019 Installation of the fibres (tendon) 11.02.2019 Installation of the fibres (grout) and anchor installation 26.02.2019 Laboratory test (cement probes) 28.02.2019 Pull-out test PULL-OUT TEST: LJUBLJANA 32 Silty gravel (Anchor position) PULL-OUT TEST: LJUBLJANA Anker fixed length 33 Pull-out test: in-situ results PULL-OUT TEST: LJUBLJANA 34 PULL-OUT TEST: LJUBLJANA Strain distribution: FO measurements (tendon) Free length Fixed length Tendon 1 Tendon 2 Free length Fixed length 35 Thin PULL-OUT TEST: LJUBLJANA Strain distribution: FO measurements (grout) Free length Fixed length Free length Fixed length 36 ST KANZIAN VS SALZBURG VS LJUBLJANA Load-displacement curves E = 5000-10000 MPa E = 6 MPa E = 40 MPa St Kanzian: clayey silt Salzburg: claystone Ljubljana: gravel 37 Strains along the tendon (FO measurements) ST KANZIAN VS SALZBURG VS LJUBLJANA E = 5000-10000 MPa E = 6 MPa E = 40 MPa St Kanzian: clayey silt Salzburg: claystone Ljubljana: gravel 38 Strains along the grout (FO measurements) ST KANZIAN VS SALZBURG VS LJUBLJANA E = 5000-10000 MPa E = 6 MPa E = 40 MPa St Kanzian: clayey silt Salzburg: claystone Ljubljana: gravel 39 Résumé Grâce à la fibre de verre, nous pouvons «regarder» dans le sol pour la première fois. Les capteurs à fibre optique permettent la détection continue des contraintes dans les brins et le coulis Capteurs robustes Transfert de charge non impacté La fissuration dans le coulis peut être reproduite numériquement avec le modèle de matériau correspondant Les mesures sur fibre optique permettent une optimisation économique • Optimisation de la longueur d’ancrage, notamment dans la roche dure • Optimisation des ancrages multi-étages Des informations supplémentaires peuvent être utiles pour des mesures en continu Étirement Défaillance externe Concentration des contraintes Rupture de pente 40 17.10.2019 8. OÖ Geotechniktag, Steyregg Merci de votre attention!!! uploads/Geographie/12-tirants-cables-instrumentes-lquirin.pdf