Sommaire: Modélisation du comportement dynamique du barrage en terre sous charges sismiques
Chapitre N° 01 : Etude bibliographique sur le comportement du sol
1.1. Introduction
1.2. Élasticité
1.2.1 Élasticité linéaire isotrope de Hooke
1.2.2. Élasticité non linéaire
1.2.3. Le comportement poro élastique linéaire
1.2.3.1. Contrainte effective, l’hypothèse de Terzaghi
1.2.3.2. Comportement poro-élastique linéaire isotrope
1.3. Elastoplasticité
1.3.1. Partition des déformations et relation incrémentale hypo élastique
1.3.2. Surface de charge et domaine d’élasticité
1.3.3. Écrouissage
1.3.4. Règle d’écoulement plastique
1.3.5. Relations incrémentales avec seuil plastique unique
1.3.6. Relations incrémentales pour l’élastoplasticité à potentiels multiples
1.4. Sols non saturés
1.4.1. Comportement des sols non saturés:
1.4.2. Le modèle élastoplastique d’Alonso, Gens et Josa :
1.4.2.1. Comportement sous chargement isotrope :
1.4.2.2. Comportement sous chargement triaxial
Chapitre N° 02 : Méthodes d’analyse de la stabilité sismique des barrages en terre
2.1. Introduction :
2.2. Analyse pseudo-statique
2.3. L’approche de Newmark
2.4. L’analyse de Seed-Lee-Idriss :
2.5. Les méthodes numériques
2.5.1. Codes en contraintes totales
2.5.2. Codes en contraintes effectives
Chapitre N° 03 : Méthodes d’interaction sol-structure et fluide-structure
3.1. Méthodes d’interaction sol-structure
3.1.1. Définitions
3.1.1.1. Interaction cinématique et interaction inertielle
3.1.1.2. Fonctions d’impédance
3.1.2. Formulation d’un problème d’interaction sol-structure
3.1.3. Méthodes d’analyse de l’interaction sol-structure
a). Méthodes globales
b). Méthodes de sous-structure
b.1). Méthodes de frontière
b.1.1) Frontière rigide
b.1.2) Frontière flexible
b.2) Méthodes de volume
c). Méthodes hybrides
3.2. Méthodes d’interaction fluide-structure
2.2.1. Les différentes méthodes d’interaction fluide-structure.
2.2.1.1. La méthode de masse ajoutée
a) Effet d’inertie
b) Effet de compressibilité
c) Effet de viscosité
3.2.1.1.1. Solution de WESTERGAARD
3.2.1.2. Méthode de couplage éléments finis-éléments finis
3.2.1.2.1. Modèle pour l’analyse directe dans le domaine temporel
3.2.1.2.2. Modèle pour l’analyse transitoire dans le domaine temps du système barrage réservoir en introduisant l’effet du bas de réservoir
3.2.1.3. Méthode de couplage éléments finis-éléments infinis.
3.2.1.3.1. Représentation des éléments infinis.
Chapitre N° 04 : Etude de barrages par la méthode des éléments finis
4.1. Introduction.
4.2. État de contraintes-déformations
4.2.1.État de contraintes-déformations dans le cas élastique
4.2.2. État de contraintes-déformations dans le cas élastoplastique.
4.3. Application de la méthode des éléments finis
4. 3.1. Modélisation..
4.3.1.1. Modélisation du système barrage-fluide-fondation.
4.3.1.1.1. Barrage .
4.3.1.1.2. Fondation
4.3.1.1.3. Fluide
4.3.1.2. Choix de type d’élément
4.3.1.3. Conditions aux frontières
4.3.2. Analyse dynamique
4.3.2.1. Formulation générale des équations de mouvement par la méthode des éléments finis
Matrice de rigidité
Matrice masse
4.3.2.2. Caractéristiques dynamique du système
4.3.2.2.1. Matrice de raideurs
4.3.2.2.2. Matrice masse
4.3.2.2.3. Matrice d’amortissement
4.3.2. 3. Résolution de problème :
4.3.2.3.1. Méthodes d’intégration directe
4.3.2.3.2. Le cas linéaire
4.3.2.3.2.1. Méthode de différences finies centrées
4.3.2.3.2.2. Méthode de Newmark
4.3.2.3.3. Le cas non linéaire
4.3.2.3.3.1. Méthode de différences finies centrées
4.3.2.3.3.2. Méthode de Newmark
Chapitre N° 05 : Modélisation du comportement dynamique du barrage en terre d’OUARKISS
5.1 Description du barrage
5.1.1 Localisation
5.1.2 Caractéristique générale
5.1.2.1 Géologique et géotechnique
5.1.2.2 Hydrogéologie
5.1.2.3 Principales composantes du barrage
5.2 Risque sismique
5.3 APPLICATION
5-3.1 Informations générales
5-2. Géométrie et la Stratification de la structure a5ec des nœuds signifiants
5-3. Matériaux des différentes couches
5-4. Maillage
5-5 –Phases de calcul
5-6 .résultats et interprétation
5-6-1 .Stabilité du barrage en phase finale de son exécution (barrage vide)
5-6-2 . Résultats des calculs numériques de la hauteur harmonique h (ligne de: saturation)
5-6-3.Stabilité du barrage sous les charges hydrostatique et sous l’effet du poids propre des matériaux constituants la structure du barrage (barrage plein d’eau)
5-6-5. Analyse du comportement dynamique du barrage sous sollicitation sismique
5-6-5-1.Caractéristiques de la secousse sismique supposée
5-6-5.2. Résultats des calculs sous l’effet de la sollicitation sismique
5- 6-5-2-1 Déplacements
5-6-5-2-2 Accélérations temporaires en un point de la structure
5-6-5-2-3. Effets des accélérations sur les déplacements de la structure au point A
5-6-5-2-4 .distributions des accélérations dans les différentes zones du barrage
5-6-5-2-5 .Contraintes
Conclusions et Recommandations
Extrait du mémoire modélisation du comportement dynamique du barrage en terre sous charges sismiques
Chapitre 01 : Etude bibliographique sur le comportement du sol
1.1 Introduction
L’un des objectifs majeurs de ce travail repose sur l’utilisation d’un modèle de comportement des sols, adapté à la modélisation de digues en terre pour les différentes phases de la vie de ces ouvrages, telles que leur construction, leur mise en eau et leur résistance a l’aléa sismique.
Les modèles de comportement dits unifiés permettent de traiter le comportement des sables et des argiles dans le même cadre, pour des états lâches et denses des sols. Ces modèles apparaissent donc particulièrement bien adaptés aux problèmes de remblais sur sol compressible, systèmes associant argiles ou limons et sol granulaire. L’intérêt réside dans le fait qu’un unique modèle de comportement peut-être utilisé pour modéliser ces différents types de matériaux.
Pour décrire ces modèles, il est nécessaire de travailler, dans le cadre des milieux poreux saturés et non saturés et de présenter la théorie de l’élasto plasticité.
Ce chapitre s’inspire des différents travaux bibliographiques de Mestat (2002), Cambou et Hicher (2002), Hau (2003), Coquillay (2005), Jenck (2005) et Prunier (2008).
Modélisation du comportement dynamique
Un sol naturel saturé est un milieu poreux constitué de deux phases: la phase solide et la phase liquide. Le principe des contraintes effectives de Terzaghi permet une description satisfaisante de l’interaction entre les phases. Cette description s’appuie sur la loi de Darcy pour l’écoulement du fluide, sur les équations de conservation des masses fluides, de l’équilibre mécanique du milieu poreux et sur le modèle de comportement de la partie solide reliant le tenseur des contraintes effectives à ses déformations.
Le modèle de comportement d’un matériau est la relation fonctionnelle qui relie les efforts intérieurs aux grandeurs cinématiques décrivant les déformations de ce milieu. La forme générale de la relation fonctionnelle est donnée par l’équation suivante : désigne les composantes du tenseur des déformations, ? celles du tenseur des contraintes et F la fonctionnelle ij Il existe en géo mécanique un grand nombre de modèles de comportement plus ou moins complexes. La complexité des modèles dépend de la finesse de description des phénomènes naturels observés et de l’objectif poursuivi dans l’analyse. Les modèles simplifiés se limitent à représenter globalement le comportement des structures géotechniques, tandis que les modèles plus évolués permettent de mener des analyses locales plus avancées du comportement des sols.
Modélisation du comportement dynamique
1.2 Élasticité
Un comportement élastique d’un matériau implique la réversibilité des déformations du milieu. Les déformations peuvent alors être reliées aux contraintes par une relation fonctionnelle linéaire ou non linéaire.
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