Tunnel : vouté, rectangulaire, triangulaire ?

[invitebc883474]

Bonjour,
Voilà, je n'arrive pas à formaliser pourquoi un tunnel est plus solide si il a une forme cylindrique ou voutée ?
Il semble logique que le plafond d'un tunnel rectangulaire subira des contraintes trés fortes (est-ce que l'on peut rapprocher cela du bras de levier du poids des roches par rapport à chacun des coins supérieurs du tunnel ?)
Pour ce qui est de la voute, comment expliquer que la forme circulaire (ou proche du cercle) permette que le moins de contraintes s'exercent ?
Je vous remercie
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[invite71e3cdf2]

je pense que c'est bien une histoire de bras de levier.
un plan horizontal subira autant de traction que de compression (par la flexion), et le béton n'aime pas la traction, même armé.

par contre une forme courbe admet une composante en compression plus importante qu'en traction, et la compression le béton adore ça.
plus tu comprimes du béton, plus il gagne en résistance.

à confirmer par des gens du génie civil

[sitalgo]

B'jour,

Le mieux est de calculer deux cas de principe : un cylindre et un parallélépipède de dimensions comparables soumis à une pression, en négligeant l'effet des faces d'extrêmité.
On voit déjà que le cylindre ne travaille qu'en compression alors qu'une face du para travaille avec un moment fléchissant, un tranchant et une compression axiale (comme une poutre en compression selon x).

[skeptikos]

Bonjour.
Je crois avoir lu dans un vieux S&V que la forme idéale était la parabole parce que la composition de la force de gravitation ajoutée à la poussée horizontale coorspondait systématiquement non pas à une force de déplacement des matériax constitutifs mais à un contrainte d'écrasement.
@+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invited8b66136]

slt tous le monde, je ne suis pas un spécialiste des tunnels mais je peux essayer de répondre à cette question.
Il faut savoir que les tunnels sont des ouvrages en béton armé, or le béton reprend mieux les efforts de compression que de traction. Le fait de donner une forme de voute au tunnel permet de faire solliciter l'ouvrage à des contraintes de compression. Ce type d'ouvrage est capable de supporter plus d'effort que des tunnels "rectangulaire", car ces derniers sont sollicités en flexion ce qui entraine des contrainte de traction.