ETUDE DU MECANISME D’INTERACTION SOL-RENFORCEMENT PAR BUTEE LATERALE

Comme on l’a noté précédemment on rencontre deux types d’interac­ tions dans les sols renforcés, l’interaction par frottement et l’inter­ action par butée latérale du sol sur une inclusion placée perpendiculai­ rement par rapport au mouvement du sol. La mobilisation respective de ces deux mécanismes dans un soutène­ ment par sol renforcé dépend de plusieurs paramètres et, en particulier, de la rigidité relative de l’inclusion et du sol, et de l’inclinaison de l’inclusion par rapport à la surface de cisaillement potentielle dans le sol. Les phénomènes de frottement entre le sol et les inclusions linéai­ res travaillant à la traction ont déjà fait l’objet de nombreuses études et ne seront pas abordés dans le cadre de notre travail. Un résumé des résultats obtenus sur les frottements dans les renforcements de sols a été donné par SCHLOSSER et GUILLOUX (1981). La mobilisation de la butée latérale du sol en glissement sur des inclusions rigides telles que les pieux utilisés pour stabiliser les pen­ tes a fait ces dernières années l’objet de différentes publications (iTO et al., 1975 ; KERISEL, 1976 ; FUKUOKA, 1977, SOMMER, 1979 ; ROWE et POULOS, 1979 ; ITO et al., 1982 ; WINTER et al., 1983). La mobilisation des deux mécanismes de l’interaction nécessite des déplacements relatifs très différents. Dans le soutènement en sol renfor­cé, on observe que le déplacement nécessaire pour mobiliser le frottement est très faible. La mobilisation de la butée latérale dépend du déplacement du sol perpendiculairement aux inclusions.

L’interaction sol-inclusion dans cette zone critique peut être étu­ diée à partir des essais de cisaillement direct (ou de distorsion-cisail­ lement pur) sur des éprouvettes de sol renforcé. De tels essais peuvent en particulier permettre d’étudier l’effet de différents paramètres sur l’interaction sol-inclusion et, notamment, de l’inclinaison de l’inclusion par rapport à la surface de rupture, de sa rigidité, de son extensibilité et de 1’espacement. L’étude de l’effet de l’inclinaison et de l’extensibilité sur la mo­ bilisation de traction dans un renforcement flexible, mais quasi-inextensible a été effectuée par JEWELL (1981) et INGOLD (1981). Nous donnons ci-après les résultats principaux de ces études (section 1.1 J. Afin d’étudier l’effet de la rigidité de l’inclusion et d’analyser le comportement global du sol renforcé, on a effectué au CERMES (JURAN et al., 1981) des essais sur des éprouvettes de limon argileux renforcées par des barres placées perpendiculairement à la surface de rupture. Ces essais ont permis en particulier de connaître les déplacements du sol entre les barres, la mobilisation des moments et les efforts tranchants dans celles-ci .

Notre travail a consisté à simuler ces essais en utilisant une mo­ délisation numérique par la méthode des éléments finis et à les compléter par une étude paramétrique sur l’effet de la rigidité. Cela nous a permis notamment de mieux comprendre 1’effet du renforcement sur le comportement global de sol, sur la mobilisation de ses caractéristiques de résistance au cisaillement et sur les champs des contraintes et des déformations dans le sol au voisinage de la surface de rupture. JEWELL a étudié le comportement d’éprouvettes de sable renforcé par des barres et des plaquettes placées avec des inclinaisons différentes par rapport à la surface de rupture, lors d’essais de cisaillement direct. Les résultats de ces expérimentations montrent que la mobilisation des efforts de traction dans les renforcements, lors du cisaillement direct de la mas­ se de sol renforcé, dépend particulièrement de l’inclinaison de ces ren­ forcements par rapport à la surface de rupture dans le sol. D’après JEWELL, la mobilisation des efforts de traction dans les renforcements et, par conséquent, l’augmentation de la résistance au ci­ saillement du sol renforcé, est maximale lorsque les renforcements sont placés dans la direction principale du tenseur des vitesses de déformation du sol non renforcé à la rupture correspondait al’extension du sol. Si le renforcement est placé dans la direction principale correspondant à la com­ pression, la résistance au cisaillement du sol peut être diminuée.