| Titre : | Analyse numérique du comportement des culées porteuses en sol renforcé |
| Auteurs : | Samir Attallaoui, Auteur ; Sadok Benmebarek, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2017 |
| Format : | 73.P / Ill / 30/20 cm |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Géosynthétique,modélisation numérique,sol renforcé,culée,murs à double parement |
| Résumé : |
RESUME :
L’utilisation des géosynthétiques pour élaborer des massifs en sol renforcé est apparue dans les années 1970, et fait, depuis, l’objet de nombreuses améliorations. Leur utilisation comme murs de soutènement de grande hauteur, ou soumis à de fortes charges, notamment pour les culées de ponts, tendent à se développer dans de nombreux pays grâce à leur performance, à leur esthétique et à leur économie. L’expérience acquise au cours de ces quatre dernières décennies a permis de mettre à la disposition des bureaux d’études des normes et des guides d’utilisation dans l’objectif de cerner les méthodes de dimensionnement. Cependant, le comportement des culées porteuses et l’interaction des murs à double parement en sol renforcé par géosynthétique est très complexe, il fait intervenir certains facteurs importants tels que le phasage de construction, les données géométriques de l’ouvrage, les propriétés des sols, des matériaux de renforcement et de leur interaction. La complexité de ce phénomène limite l’utilisation des calculs basés sur les méthodes d’équilibre limite retenus par l’ensemble des normes et guides techniques. L’instrumentation en vrais grandeur et l’utilisation des méthodes numériques par des logiciels professionnels permettant une meilleure représentation de la géométrie, du phasage de construction et des divers charges extérieures trouvent dans ces types de construction un domaine très favorable. Dans ce contexte, l’objet de la présente thèse est une contribution à une meilleure compréhension du comportement des massifs de culées et de l’interaction des murs à double parement en sol renforcé par géosynthétique. En premier lieu un état de l’art a été abordé concernant les normes et guides techniques des culées porteuses et les rampes d’accès aux ponts construites par des murs à double parement en remblais renforcé. Puis, une formulation détaillée des normes les plus récentes et les plus utilisées concernant la conception et le calcul des murs en sol renforcé a été dressée sous forme de fichier Excel à savoir la norme française P94-270 et le guideline FHWA. Ensuite, dans l’intention de contribuer à une meilleure compréhension du comportement des massifs de culées et murs à double parement en sol renforcé par géosynthétique, une investigation numérique à l’aide du logiciel PLAXIS a été effectuée. En fin, Les résultats de modélisation numérique sont comparés aux résultats de calcul à l’aide du fichier Excel élaboré selon les normes et guidelines ainsi qu’aux résultats expérimentaux disponibles dans littérature. ABSTRACT : The use of geosynthetics to develop reinforced soil massifs appeared in the 1970s, and made from the subject of numerous improvements. Their use as high retaining walls or under heavy loads, particularly for bridge abutments, tends to develop in many countries with their performance, aesthetics and economy. The experience gained over the last four decades has made it possible to provide the consulting firms with standards and user guides with the aim of identifying design methods. However, the behavior of the bridge abutments and the interaction of back-to-back mechanically stabilized earth walls is very complex, involving some important factors such as construction phasing, geometric data on the structure, soil properties, reinforcing materials and their interaction. The complexity of this phenomenon limits the use of calculations based on the limit equilibrium methods adopted by the set of standards and technical guides. Full-scale instrumentation and the use of numerical methods by professional software allowing better representation of geometry, construction phasing and various external loads find in these types of construction a very favorable field. In this context, the purpose of this thesis is to contribute to a better understanding the behavior of the geosynthetic reinforced soil bridge abutments and the interaction of back-to-back walls. In the first, a state of the art was discussed concerning the standards and technical guides of the abutments and the access ramps to the bridges built by walls with double siding in reinforced embankments. Then, a detailed formulation of the most recent and most used standards concerning the design and calculation of reinforced soil walls was drawn up in the form of an Excel file, namely the French standard P94-270 and the FHWA guideline. Then, with the intention of contributing to a better understanding of the behavior of geosynthetic reinforced soil bridge abutments and back-to-back walls, a numerical investigation using the PLAXIS software was carried out. Finally, the results of numerical modeling are compared to the results of calculations using the Excel file elaborated according to the norms and guidelines as well as to the experimental results available in the literature. |
| Sommaire : |
NOTATIONS ..............................................................................................................................i
LISTE DES FIGURES ..............................................................................................................iii LISTE DES TABLEAUX .........................................................................................................vi INTRODUCTION GÉNÉRALE................................................................................................ 1 CHAPITRE 1 OUVRAGES DE SOUTÈNEMENT EN SOL RENFORCÉ 1.1 Introduction ......................................................................................................................... 4 1.2 Types d’ouvrages en remblai renforcé ................................................................................ 4 1.3 Éléments d’ouvrages de soutènement en sol renforcé......................................................... 6 1.3.1 Remblai ........................................................................................................................ 6 1.3.2 Parement..................................................................................................................... 11 1.3.2.1 Parement durs.................................................................................................... 12 1.3.2.2 Parement déformables....................................................................................... 16 1.3.2.3 Parement mous.................................................................................................. 18 1.3.3 Renforcement ............................................................................................................. 19 1.3.3.1 Armatures en acier ............................................................................................ 19 1.3.3.2 Armatures en polymère..................................................................................... 20 1.4 Procédé de construction..................................................................................................... 21 1.5 Applications....................................................................................................................... 22 1.6 Avantages et limitations .................................................................................................... 22 1.7 Conclusion......................................................................................................................... 23 Table des matières II CHAPITRE 2 MÉTHODES DE CALCUL ANALYTIQUES DES CULÉES PORTEUSES ET MUR À DOUBLE PAREMENT EN SOL RENFORCÉ 2.1 Introduction ....................................................................................................................... 24 2.2 Domaine d’emploi des ouvrages concernés ...................................................................... 24 2.3 Définition et principe de dimensionnement ...................................................................... 26 2.3.1 Définition.................................................................................................................... 26 2.3.2 Comportement interne................................................................................................ 26 2.3.3 Comportement externe ............................................................................................... 27 2.4 Normes et règlement pour la justification des ouvrages concernés .................................. 28 2.5 Culées de pont ................................................................................................................... 29 2.5.1 Selon les normes Françaises....................................................................................... 29 2.5.1.1 Comportement des massifs de culée................................................................. 29 2.5.1.2 Méthode de calcul courante .............................................................................. 30 2.5.1.3 Combinaisons d’actions.................................................................................... 33 2.5.1.4 Stabilité externe ................................................................................................ 35 2.5.1.5 Stabilité interne ................................................................................................. 45 2.5.2 Selon les normes Américaines ................................................................................... 51 2.5.2.1 Stabilité externe ................................................................................................ 51 2.5.2.2 Stabilité interne ................................................................................................. 54 2.6 Murs à double parement .................................................................................................... 62 2.6.1 Introduction ................................................................................................................ 62 2.6.2 Selon les guides Français ........................................................................................... 62 2.6.3 Selon les guides Américains....................................................................................... 63 2.7 Conclusion......................................................................................................................... 64 Table des matières III CHAPITRE 3 MODÈLES DE COMPORTEMENT ET L’OUTIL NUMÉRIQUE UTILISÉ 3.1 Introduction ....................................................................................................................... 66 3.2 Présentation du code de calcul Plaxis................................................................................ 66 3.2.1 Discrétisation en 2D ................................................................................................... 66 3.2.2 Méthode des éléments finis ........................................................................................ 67 3.2.3 Modèles de comportement ......................................................................................... 67 3.2.3.1 Modèle élastique linéaire .................................................................................. 68 3.2.3.2 Modèle élastique linéaire parfaitement plastique Mohr-Coulomb ................... 68 3.2.4 Plaques........................................................................................................................ 69 3.2.5 Géogrilles ................................................................................................................... 70 3.2.6 Interfaces .................................................................................................................... 70 3.3 Conclusion......................................................................................................................... 71 CHAPITRE 4 ANALYSE D’INTERACTION DES MURS À DOUBLE PAREMENT EN SOL RENFORCÉ 4.1 Introduction ....................................................................................................................... 72 4.2 Éléments bibliographiques ................................................................................................ 72 4.3 Présentation des modèles numériques............................................................................... 73 4.4 Modèles constitutifs et paramètres géomécaniques de modélisation................................ 74 4.4.1 Sols ............................................................................................................................. 74 4.4.2 Écailles en béton......................................................................................................... 75 4.4.3 Renforcements............................................................................................................ 75 4.4.4 Longrine de mise à niveau.......................................................................................... 75 4.4.5 Maillage...................................................................................................................... 75 4.4.6 Conditions aux limites................................................................................................ 76 4.4.7 Phasage des calculs .................................................................................................... 76 4.5 Résultats de la modélisation numérique............................................................................ 77 Table des matières IV 4.5.1 Facteur de sécurité global........................................................................................... 77 4.5.2 Poussée latérale derrière le massif renforcé ............................................................... 79 4.5.3 Forces de tractions dans les renforcements ................................................................ 81 4.5.4 Influence de cohésion................................................................................................. 83 4.6 Conclusion......................................................................................................................... 85 CHAPITRE 5 ANALYSE NUMÉRIQUE DU COMPORTEMENT DES CULÉES PORTEUSES EN SOL RENFORCÉ (APPLICATION AU CAS DE PONT DE FOUNDERS/MEADOWS) 5.1 Introduction ....................................................................................................................... 87 5.2 Éléments bibliographiques ................................................................................................ 88 5.3 Présentation des modèles numériques............................................................................... 88 5.4 Modèles constitutifs et paramètres géomécaniques de modélisation ................................ 90 5.5 Résultats de la modélisation numérique............................................................................ 92 5.5.1 Forces de traction et lignes des tractions maximales ................................................. 92 5.5.2 Influence de la rigidité axiale du géosynthétique....................................................... 94 5.5.3 Surfaces de rupture critiques ...................................................................................... 96 5.6 Application au cas de pont de Founders/Meadows ........................................................... 98 5.6.1 Présentation de l’ouvrage ........................................................................................... 98 5.6.2 Modélisation numérique........................................................................................... 102 5.6.3 Comparaison des résultats........................................................................................ 104 5.6.3.1 Déplacements horizontaux du mur ................................................................. 104 5.6.3.2 Déformations de géogrille............................................................................... 107 5.6.3.3 Contraintes verticales dans le mur .................................................................. 108 5.7 Conclusion....................................................................................................................... 110 CONCLUSION GÉNÉRALE ................................................................................................ 111 RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ............................................................................... 114 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0782 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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