| Titre : | Etude numérique des fondations superficielles sous charges combinées |
| Auteurs : | Nour El Houda KHITAS, Auteur ; Mellas mekki, Directeur de thèse ; Djamel BENMEDDOUR, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | MOTS-CLES : fondation superficielle,offshore,argile homogène,argile non-homogène,capacité portante,chargement combiné |
| Résumé : |
RESUME : La stabilité des fondations superficielles, reposant sur des sols purement cohérents (argiles), sous chargement combiné est un problème qui a connu une attention particulière, afin de répondre aux conditions exceptionnelles imposées par les structures offshores. L’objectif de ce travail est de maitre en évidence l’effet de la résistance à la traction de l’interface sol- fondation, qui caractérise les fondations offshores, et d’étudier l’effet de la non-homogénéité du sol d’assise sur la capacité portante des fondations filantes soumises à un chargement vertical centré, vertical excentré ou incliné centré, ainsi d’examiner la fiabilité des méthodes actuelles du dimensionnement. Une modélisation numérique en déformation plane du problème en utilisant la méthode des différences finies est effectuée à l’aide du logiciel FLAC3D. Les résultats sont principalement présentés sous formes d’enveloppes de rupture, de distributions des contraintes normales et tangentielles à l’interface sol-fondation et de mécanismes de rupture du sol. Il a été démontré que la théorie classique de la capacité portante n’est pas fiable pour le calcul de la capacité portante des fondations offshores. Comme alternatif, la méthode des enveloppes de rupture est fortement recommandée.
ABSTRACT: The stability problem of shallow foundations resting on purely cohesive soils and subjected to combined loading has known a particular attention, in order to satisfy the exceptional conditions imposed by offshore structures. The aim of this work is to show the effect of the tension resistance of the soil-footing interface, which characterizes the offshore foundations, and to study the influence of soil non-homogeneity on the bearing capacity of strip footings subjected to a vertical non-eccentric, vertical eccentric or inclined non-eccentric loading. The reliability of the current design methods is also examined. A numerical simulation in plane strain conditions of the problem using the finite difference method is performed using the code FLAC3D. The results are mainly presented as failure envelopes, normal and shear stress distributions at the soil-footing interface and soil failure mechanisms. The results show that the classical bearing capacity theory is not reliable for the calculation of the bearing capacity of offshore foundations. As an alternative, the failure envelopes method is strongly recommended. |
| Sommaire : |
Introduction générale…………………………………………………….……………………………..1
Chapitre1 : Stabilité des fondations superficielles ……...….…………….4 1.1. Introduction ......................................................................................................................... 5 1.2. Fondations superficielles classiques.................................................................................... 5 1.2.1. Modes de rupture des fondations superficielles ............................................................... 5 1.2.1.1. Rupture par cisaillement général ............................................................... 5 1.2.1.2. Rupture par cisaillement local ................................................................... 6 1.2.1.3. Rupture par poinçonnement ...................................................................... 6 1.2.2. Théorie classique de la capacité portante......................................................................... 7 1.3. Fondations offshores ......................................................................................................... 10 1.3.1. Fondations superficielles pour les structures fixées....................................................... 12 1.3.1.1. Spudcan pour les platformes Jackups...................................................... 12 1.3.1.2. Mudmat pour les plateformes Jackets ..................................................... 16 1.3.1.3. Base gravitaire ......................................................................................... 17 1.3.2. Fondations superficielles pour les structures flottantes.................................................. 20 1.3.2.1. Fondation bucket ..................................................................................... 20 1.4. Conclusion......................................................................................................................... 21 Chapitre 2 : Influence de la combinaison de charge sur la portance des sols cohérents……...………………………………………………………...…...22 2.1. Introduction ....................................................................................................................... 23 2.2. Argiles homogènes............................................................................................................ 23 2.2.1. Chargement vertical centré............................................................................. 23 2.2.2. Chargement vertical excentré ......................................................................... 24 Table de matière 2.2.3. Chargement incliné centré.............................................................................. 28 2.3. Argiles non-homogènes..................................................................................................... 31 2.2.1. Chargement vertical centré............................................................................. 31 2.2.2. Chargement vertical excentré ......................................................................... 35 2.2.3. Chargement incliné centré.............................................................................. 37 2.4. Conclusion ……………………………………………………………………………………………………….…38 Chapitre3 : Aperçu sur le modèle numérique développé…...…....40 3.1. Introduction ....................................................................................................................... 41 3.2. Description du code de calcul FLAC ................................................................................ 42 3.3. Description du modèle numérique .................................................................................... 43 3.1. Définition du problème ..................................................................................................... 43 3.3.2. Détails de modélisation .................................................................................................. 44 3.3.2.1. Modélisation de fondation....................................................................... 45 3.3.2.2. Modélisation du sol ................................................................................. 46 3.3.2.3. Modélisation d’interface sol-fondation ................................................... 51 3.3.2.4. Application de la charge.......................................................................... 54 3.3.2.5. Calcul des forces...................................................................................... 55 3.4. Conclusion ………………………………………………………………………….………………………………55 Chapitre 4 : Capacité portante des argiles homogènes supportant des fondations filantes……………………………………....……………...56 4.1. Introduction ....................................................................................................................... 58 4.2. Capacité portante sous charge verticale centrée................................................................ 58 4.2.1. La courbe charge- déplacement...................................................................... 58 4.2.2. Facteur de capacité portante Nc...................................................................... 59 4.3. Capacité portante sous charge verticale excentrée ............................................................ 59 4.3.1. Résultats de l’interface ‘zero tension’ ............................................................ 59 4.3.1.1. Modèle numérique 2........................................................................... 59 4.3.1.2. Enveloppe de rupture ......................................................................... 61 4.3.1.3. Distribution de contrainte normale à l’interface sol- fondation .......... 62 Table de matière 4.3.1.4. Charge de rupture V/V0 en fonction du rapport e/B............................ 63 4.3.1.5. Mécanismes de rupture du sol............................................................. 63 4.3.2. Influence de la résistance à la traction de l’interface...................................... 68 4.3.2.1. Enveloppes de rupture.......................................................................... 68 4.3.2.2. Distribution de contrainte normale à l’interface sol- fondation ........... 69 4.3.2.3. Charge de rupture normalisée V/V0 en fonction du rapport e/B .......... 70 4.3.2.4. Mécanismes de rupture du sol.............................................................. 71 4.4. Capacité portante sous charge inclinée centrée................................................................. 71 4.4.1. Enveloppe de rupture...................................................................................... 74 4.4.2. Facteur d’inclinaison en fonction l’angle d’inclinaison ................................. 76 4.4.3. Distribution de la contrainte tangentielle au-dessous de la fondation............ 77 4.4.4. Mécanismes de rupture du sol ........................................................................ 77 4.5. Conclusion......................................................................................................................... 78 Chapitre 5 : Capacité portante des argiles non-homogènes supportant des fondations filantes …………………………………….……………....83 5.1. Introduction ....................................................................................................................... 84 5.2. Capacité portante sous charge verticale centrée................................................................ 84 5.2.1. Facteur de portance Nc................................................................................... 84 5.2.2. Mécanismes de rupture du sol ....................................................................... 85 5.3. Capacité portante sous charge verticale excentrée ............................................................ 86 5.3.1. Résultats de l’interface ‘zero tension’............................................................ 86 5.3.1.1. Moment maximal..................................................................................... 86 5.3.1.2. Enveloppes de rupture ............................................................................. 87 5.3.1.3. Distributions de contrainte normale à l’interface sol- fondation............. 88 5.4.1.4. Mécanismes de rupture du sol ................................................................. 90 5.3.2. Influence de la résistance à la traction de l’interface ..................................... 91 5.3.2.1. Capacité de moment pur.......................................................................... 91 5.3.2.2. Enveloppes de rupture ............................................................................. 92 5.3.2.3. Distributions de contrainte normale à l’interface sol- fondation............. 94 5.4.2.4. Mécanismes de rupture du sol ................................................................. 95 Table de matière 5.4. Capacité portante sous charge inclinée centrée................................................................. 97 5.4.1. Capacité portante horizontale ........................................................................ 97 5.4.2. Enveloppes de rupture ................................................................................... 97 5.4.3. Distributions de contrainte tangentielle à l’interface sol- fondation.............. 99 5.4.4. Mécanismes de rupture du sol ...................................................................... 100 5.5. Conclusion....................................................................................................................... 101 Conclusion générale et perspectives………………………………………………...103 Liste des références bibliographiques.………………………………...…………..106 |
| Type de document : | Thése doctorat |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0819 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable | Salle de mémoires et de théses |
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