Étude bibliographique sur l’interaction sol-structures

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Introduction générale
Chapitre 1: Étude bibliographique sur l’interaction sol-structures
1.1 Introduction
1.2 Modélisation de l’interaction sol-structures
1.2.1 Comportement du matériau de la structure
1.2.2 Comportement des sols
1.2.3 Comportement de l’interface
1.2.4 Contact sol-structures
1.3 Modélisation des interfaces
1.3.1 Approche de type contact
1.3.2 Approche de type couche mince
1.4 Étude en laboratoire de l’interaction sol-structures
1.5 Quelques exemples de l’interaction sol-structures
1.5.1 Modélisation d’un bâtiment sur fondations superficielles
1.5.2 Fondation superficielle construite à proximité d’un ouvrage souterrain
1.5.3 Interaction sol-soutènement
1.5.4 Interaction sol-tunnel
Chapitre 2 : Pratique des éléments finis en géotechnique
2.1 Bref aperçu de la méthode des éléments finis
2.1.1 Introduction
2.1.2 Bref historique
2.1.3 Concepts de base
2.1.4 Calculs par la MEF
2.2 Formulation d’interaction par la MEF
2.2.1 Position et formulation locale
2.2.2 Formulation variationnelle
2.2.3 Discrétisation du domaine Ω
2.3 Présentation de PLAXIS
2.3.1 Le code éléments finis PLAXIS
2.3.2 Options par défaut et solutions approchées
2.4 Les modèles de comportement utilisés dans PLAXIS
2.4.1 Introduction
2.4.2 Contraintes totales, effectives et pressions interstitielles
2.4.3 Comportement élastoplastique
2.4.4 Modèle élastique linéaire
2.4.5 Modèle de Mohr-Coulomb
2.4.6 Modèle de sol avec écrouissage (Hardening Soil Model)
2.4.7 Modèle pour sols mous (Soft Soil Model)
2.4.8 Modèle pour sols mous avec effet du temps (Soft Soil Creep Model)
2.4.9 Conclusion
Chapitre 3: Établissement d’un modèle de calcul de référence
3.1 Introduction
3.2 Définition des données
3.2.1 Hypothèses et géométrie
3.2.2 Caractéristiques des matériaux
3.2.3 Génération du maillage
3.2.4 Conditions initiales
3.3 Procédure de calculs
3.4 Les principaux résultats
3.4.1 Résultats de la phase 6
3.4.2 Résultats de la phase 9
3.4.3 Comparaison entre les deux phases
3.5 Conclusion
Chapitre 4 : Étude paramétrique
4.1. Introduction
4.2. Effet des paramètres de calculs
4.2.1 Maillage
4.2.2 Précision des calculs
4.3. Effet des paramètres géotechniques
4.3.1 Effet des paramètres du sol
4.3.1.1 Cohésion c
4.3.1.2 Angle de frottement φ
4.3.1.3 Module de Young E
4.3.1.4 Coefficient de Poisson ν
4.3.1.5 Conclusion pour les paramètres de modélisation
4.3.2 Effet du modèle de comportement
4.3.2.1 Calcul des paramètres de HSM
4.3.2.2 Les résultats des calculs
4.3.2.3 Conclusion
4.3.3 Effet des interfaces
4.3.4 Effet du rabattement
4.4. Conclusion
Conclusions et recommandations
Références Bibliographiques
Annexes
Annexe A : Études en laboratoire de l’interaction sol-structures
Annexe B : PLAXIS version 8 : caractéristiques

Chapitre 1: Étude bibliographique sur l’interaction sol-structures

1.1 Introduction

Tous les ouvrages de génie civil sont en contact avec des sols ou des roches : cette interaction peut être localisée, dans les fondations de bâtiment ou d’ouvrage d’art, plus complexe dans les soutènements, ou totale dans le cas des tunnels.
Les calculs de mécanique des sols ou des roches, qui utilisent la mécanique des milieux continus et la mécanique des solides, n’ont à priori que peu de ressemblances avec ceux de la résistance des matériaux, qui sert au calcul des structures et utilise une représentation des efforts internes par des torseurs (effort normal N, effort tranchant T et moment fléchissant M). S’il est possible de combiner ces deux approches dans un même calcul, les calculs se font habituellement de façon séparée dans chaque milieu (terrain/structure), avec une représentation simplifiée des conditions d’interface [MAGN, 97].

1.2 Modélisation de l’interaction sol-structures

1.2.1 Comportement du matériau de la structure
En général, la structure est constituée de matériaux (béton, acier, bois, … etc.) dont la rigidité est beaucoup plus importante que celle du sol environnant. Le comportement de ces matériaux peut être décrit par des modèles simples, élastiques ou élastoplastiques.

1.2.2 Comportement des sols
Le comportement des sols est très complexe. En effet, il est essentiellement irréversible, non linéaire, dilatant et dépendant de l’histoire et de la direction des sollicitations. Pour de faibles sollicitations, il peut être décrit par l’élasticité linéaire. Pour des sollicitations moyennes ou fortes, des modèles plus élaborés ont été proposés : soit, des modèles élastoplastiques avec ou sans écrouissage (Mohr-Coulomb, Lade, Cam-Clay, Nova, … etc.), ou soit, des modèles incrémentaux (Duncan, Darve, Mroz, … etc.).

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