| Titre : | Étude numérique de la charge limite des ouvrages géotechniques |
| Auteurs : | Hadjer Yahia Cherif, Auteur ; Mellas mekki, Directeur de thèse ; Abdelhak Mabrouki, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2017 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | fondation superficielle,charge limite,interaction sol-structure,interface,calculs élastoplastiques. |
| Résumé : |
RESUME :
L’estimation de la charge limite des ouvrages géotechniques, tels que les blocs d’ancrage, les fondations superficielles, et les ouvrages de soutènement forment un sujet de recherche d’intérêt qui n’est pas uniquement académique, c’est la pratique quotidienne des ingénieurs. La méthode d’équilibre limite fournit une estimation de la charge limite d’un ouvrage géotechnique, en supposant un sol qui se comporte comme un matériau associé, de plus les directions des plans de rupture sont prédéfinies. Afin de mieux comprendre le problème de la charge limite des ouvrages géotechniques, il est utile qu’un effort de recherche soit mené pour bien caractériser le comportement mécanique de l’interaction sol-structure, pour déterminer les paramètres qui influencent la charge limite. Ce travail de recherche vise l’évaluation numérique de la charge limite des fondations superficielles sous un chargement généralisé et reposant sur un sol frottant et purement cohérent, en utilisant des calculs élasto-plastiques. La première partie présente une synthèse bibliographique concernant les études effectuées pour examiner la portance des fondations superficielles, ainsi que les différentes méthodes de calcul de la charge limite. Dans la deuxième partie, on présente les résultats numériques des analyses élasto-plastiques qui traitent l’effet de l’inclinaison de la charge, de l’encastrement de la fondation et le type du sol sur la portance d’une semelle filante. ABSTRACT : The limit load estimation of geotechnical structures, such as anchor blocks, shallow foundations and retaining structures has been studied extensively as one of the fundamental problems of geotechnical engineering. The limit equilibrium provides an estimate of the limit load, assuming a soil that behaves as an associated material. Moreover, the directions of the rupture planes are predefined. To better understand the problem of the limit load of geotechnical structures, it is useful for a research effort to characterize the mechanical behavior of the soil-structure interaction to determine the parameters that influence the limit load. The aim of this research is to numerically evaluate the limit load of shallow foundation under combined loading based on frictional soil and cohesive soil, using elasto-plastic calculations. The first part present a bibliographic summary of the studies carried out to examine the bearing capacity of surface foundations as well as the different methods of calculating the limit load. In the second part, a detailed study of the effect of inclination of the load, foundation embedding and the nature of the soil on the lift of a running foundation was carried out ABSTRACT : The limit load estimation of geotechnical structures, such as anchor blocks, shallow foundations and retaining structures has been studied extensively as one of the fundamental problems of geotechnical engineering. The limit equilibrium provides an estimate of the limit load, assuming a soil that behaves as an associated material. Moreover, the directions of the rupture planes are predefined. To better understand the problem of the limit load of geotechnical structures, it is useful for a research effort to characterize the mechanical behavior of the soil-structure interaction to determine the parameters that influence the limit load. The aim of this research is to numerically evaluate the limit load of shallow foundation under combined loading based on frictional soil and cohesive soil, using elasto-plastic calculations. The first part present a bibliographic summary of the studies carried out to examine the bearing capacity of surface foundations as well as the different methods of calculating the limit load. In the second part, a detailed study of the effect of inclination of the load, foundation embedding and the nature of the soil on the lift of a running foundation was carried out |
| Sommaire : |
INTRODUCTION GENERALE...........................................................................................1
CHAPITRE 1: APERÇU BIBLIOGRAPHIQUE SUR LE COMPORTEMENT DES FONDATIONS SUPERFICIELLES 1.1 Introduction .......................................................................................................................... 4 1.2 Principaux types des fondations superficielles……………………………………….……4 1.2.1 Les semelles isolées ......................................................................................... 5 1.2.2 Les radiers ou dallages .................................................................................... 5 1.3 Mécanismes de rupture des fondations superficielle………………………….……………5 1.3.1 Rupture par cisaillement généralisé ................................................................. 6 1.3.2 Rupture par cisaillement localisé ..................................................................... 6 1.3.3 Rupture par poinçonnement ............................................................................. 7 1.4 Capacité portante des fondations superficielles…………………………………..……….7 1.4.1 Théorie de Prandtl (1920) ................................................................................ 8 1.4.2 Théorie de Terzaghi (1943).............................................................................. 9 1.4.3 Théorie de Meyerhof (1951) .......................................................................... 16 1.4.4 Equations de la capacité portante ................................................................... 18 1.4.5 Facteur de portance Nc de Skempton (1951).................................................. 18 1.5 Répartition des contraintes sous les fondations superficielles……………………………20 1.6 Fondations superficielles pour l’industrie offshore du pétrole et du gaz…………..…….21 1.6.1 Types des fondations superficielles offshore ................................................. 23 1.6.1.1 Plates-formes à base gravitaire (GBS) ..................................................... 23 1.6.2 Plates-formes à câble tendu (TLP) ................................................................. 23 1.6.3 Plate-forme en treillis métalliques (jacket) .................................................... 23 1.7 Conclusion.......................................................................................................................... 24 CHAPITRE 2 : METHODES DE CALCUL DE LA CHARGE LIMITE 2.1 Introduction ........................................................................................................................ 25 2.2 Méthode d’équilibre limite………………………………………………………………..26 IV 2.3 Méthode des lignes de glissement……………………………………………………….. 29 2.4 Méthode d’analyse limite………………………………………………………………....32 2.5 Méthodes de calcul en déformation………………………………………………………34 2.5.2 Méthode des éléments finis (MEF) ................................................................ 34 2.5.2 Méthode des différences finies (MDF) .......................................................... 35 2.6 Critiques des méthodes classiques de calcul à la rupture…………………………….… 35 2.7 Critiques des méthodes de calcul en déformation………………………………………. 36 2.8 Comparaison entre les méthodes classiques de calcul à la rupture et les méthodes de calcul en déformation ............................................................................................................... 37 2.9 Conclusion.......................................................................................................................... 39 CHAPITRE 3: INFLUENCE DU MODE DE CHARGEMENT ET D’ENCASTREMENT DES FONDATIONS SUPERFICIELLES SUR LA CHARGE LIMITE 3.1 Introduction ........................................................................................................................ 40 3.2 Capacité portante d’une fondation sous un chargement centré incliné…………….….… 41 3.3 Capacité portante d’une fondation encastrée à une profondeur « D »…………….……..51 3.4 Capacité portante d’une fondation encastrée et soumise à un chargement incliné…………………………………………………………………………………………57 3.5 Effet de la non-associativité du sol sur la capacité portante de la fondation .................................................................................................................................................. 60 3.6 Conclusion.......................................................................................................................... 63 CHAPITRE 4 : MODELISATION DES OUVRAGES GEOTECHNIQUES ET LOIS DE COMPORTEMENT 4.1 Introduction ........................................................................................................................ 64 4.2 Lois de comportement…………………………………………………………………… 65 4.2.1 Etude expérimentale des lois de comportement des sols ............................... 65 V 4.2.2 Comportement élastique................................................................................. 69 4.2.3 Comportement plastique ................................................................................ 71 4.3 Modélisation des fondations superficielles……………………………………………… 75 4.4 Présentation de l’outil de simulation numérique FLAC…………………………………76 4.4.1 Description du code de calcul ........................................................................ 76 4.4.2 Schéma de résolution explicite....................................................................... 76 4.4.3 Formulation numérique en différences finies : passage du problème continu à la discrétisation............................................................................................................. 79 4.4.4 Éléments d’interface....................................................................................... 82 4.5 Conclusions ........................................................................................................................ 83 CHAPITRE 5 : ANALYSE NUMERIQUE DE LA CAPACITE PORTANTE NON DRAINEE D’UNE FONDATION FILANTE ENCASTREE 5.1 Introduction ........................................................................................................................ 84 5.2 Capacité portante non drainée d’une semelle filante encastrée sous un chargement vertical…………………………………………………………………………………….…..84 5.2.1 Définition du problème .................................................................................. 85 5.2.2 Modélisation numérique par le code FLAC................................................... 86 5.2.3 Résultats et discussions .................................................................................. 88 5.2.3.1.Validation des résultats………………………………………………….…88 5.2.3.2.Facteur de portante pour une fondation encastrée………………………….89 5.2.3.3. Coefficient de profondeur dc ....................................................................... 90 5.2.3.4. Mécanisme de la rupture ............................................................................. 91 5.2.3.5. Vecteurs de déplacement............................................................................. 92 5.2.3.6. Distribution des contraintes......................................................................... 92 5.3 Capacité portante non drainée d’une semelle filante encastrée sous un chargement incliné…………………………………………………………………………………………93 5.3.1 Présentation du problème…………………………………………………... 94 5.3.2 Modélisation numérique par le code FLAC (2005)....................................... 94 5.3.3 Chargement de la fondation…………………………………………………95 5.3.4 Résultats et discussions .................................................................................. 96 5.3.4.1 Coefficient d’inclinaison ic.................................................................. 96 VI 5.3.4.2 Distribution des contraintes................................................................. 97 5.3.4.3 Mécanisme de rupture ......................................................................... 98 5.3.4.4 Courbes enveloppes........................................................................... 100 5.3.4.5 Effet de l’encastrement sur la courbe enveloppe .............................. 101 5.4 Conclusion........................................................................................................................ 101 CHAPITRE 6: ANALYSE NUMERIQUE DE LA CAPACITE PORTANTE D’UNE FONDATION FILANTE ENCASTREE DANS UN SOL FROTTANT 6.1 Introduction ...................................................................................................................... 103 6.2 Capacité portante d’une semelle filante encastrée dans un sol purement frottant et soumise à un chargement vertical ........................................................................................................ 103 6.3.1 Présentation du problème ............................................................................. 104 6.3.2 Modélisation numérique par le code FLAC (2005) ..................................... 104 6.3.3 Résultats et discussions ................................................................................ 106 6.2.3.1 Facteur de la capacité portante Nγ..................................................... 106 6.2.3.2 Effet de la non-associativité .............................................................. 107 6.2.3.3 Effet de la profondeur d’encastrement .............................................. 109 6.3 Capacité portante d’une semelle filante encastrée dans un sol purement frottant et soumise à un chargement incliné.......................................................................................................... 110 6.3.4 Définition du problème ................................................................................ 110 6.3.1 Chargement de la fondation ......................................................................... 110 6.3.2 Résultats et discussions ................................................................................ 111 6.3.3.1 Coefficient d’inclinaison i γ................................................................ 111 6.3.3.2 Courbes enveloppes........................................................................... 114 6.3.3.3 Mécanisme de rupture ....................................................................... 117 6.4 Conclusion........................................................................................................................ 119 CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES…………….……………………... 121 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES................................................................ ……. 12 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0764 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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