| Titre : | Etude numérique de l’amélioration des sols par des colonnes ballastées |
| Auteurs : | Abdeldjalil REMADNA, Auteur ; Sadok Benmebarek, Directeur de thèse |
| Type de document : | Monographie imprimée |
| Editeur : | Biskra [Algerie] : Université Mohamed Kheider, 2019 |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Modélisation en élément fini,Colonne ballastée,Tassement,Fondations,Effet d’installation,Coefficient de pression latéral des terres,Longueur optimale. |
| Résumé : |
Le processus d'installation de la colonne ballastée est accompagné de vibrations et de déplacements horizontaux, ce qui entraîne un compactage supplémentaire du sol environnant. Certaines études récemment publiées ont montré que l’installation de la colonne ballastée provoque des effets bénéfiques sur le sol environnant. Néanmoins, ces études ne conduisent pas aux mêmes conclusions en ce qui concerne l’effet de l'installation qui doit être considéré pour représenter le changement positif du sol. En outre, la plupart des méthodes de conception et des études numériques d’évaluation du tassement des sols traités par colonnes ballastées ne tiennent pas compte de ces effets d'installation.
Le code aux éléments finis Plaxis 2D et 3D a été utilisé dans cette thèse pour étudier la performance du tassement des fondations circulaires rigides traitées avec de petits groupes de colonnes ballastées, en tenant compte de l’effet de l’installation. Premièrement, des analyses numériques ont été effectuées en utilisant un modèle axisymétrique pour évaluer les effets de l'installation immédiatement après l'installation de la colonne et après la consolidation. Les présents résultats montrent que l’installation de la colonne entraîne une amélioration importante dans les contraintes effectives radiales et circonférentielles du sol au voisinage de la colonne, qui conduit à une augmentation significative de la rigidité du sol environnant. Par ailleurs, en présence simultanée de l’amélioration des contraintes effectives horizontales et de la rigidité du sol, les présents résultats montrent qu’il y a plus de réduction du dit tassement. Deuxièmement, des simulations numériques 3D ont été effectuées pour étudier les effets de l'installation de la colonne ballastée et du niveau de la charge appliquée sur la longueur optimale des colonnes ballastées. Les résultats de la présente étude montrent que la prise en compte de l'effet d'installation, en augmentant le coefficient de pression latéral du sol, diminue les déformations des colonnes et du sol environnant, conduisant par la suite à une réduction du tassement de la fondation et de la longueur optimale des colonnes ballastées. Les présents résultats indiquent aussi que l’augmentation de la pression appliquée à la fondation augmente la longueur optimale des colonnes ballastées, qui dépend principalement de la profondeur de distribution des déformations totales de cisaillement sous la fondation. |
| Sommaire : |
SOMMAIRE
NOMENCLATURE……………...………...………………………………….........………...Ⅰ LISTE DES FIGURES ……………...…………………………………………………….Ⅲ LISTE DES TABLEAUX ……………………………………..………………………...….Ⅵ INTRODUCTION GENERALE .…………………………….……………………………...1 PARTIE Ⅰ : Synthèse Bibliographique Chapitre 1 Généralités sur la technique d’amélioration des sols par colonnes ballastées 1.1 Introduction ...……………………………………….…………………………………..…5 1.2 Domaine et limite d’application .…………………..……………………………………….6 1.2.1 Type d’ouvrage …………………………………………………………………..6 1.2.2 Type de sol ……………………………………………………………………….6 1.3 Techniques de mise en oeuvre ………………………………………………………………8 1.3.1 Colonne exécutée par voie humide (vibro-replacement) …………………………8 1.3.2 Colonne exécutée par voie sèche (vibro-displacement) …………………………..9 1.4 Dispositions constructives ………………………………………………………………..10 1.4.1 Matériau d’apport …...…………………………………………………………..10 1.4.2 Matelas ………………………………………………………………………….10 1.4.3 Diamètre de la colonne ………………………………………………………….11 1.4.4 Disposition des colonnes ballastées …………………………………………….11 1.5 Paramètres caractéristiques .…...………………………………………………………….11 1.5.1 Taux d’incorporation ……………………………………………………………12 1.5.2 Rapport de concentration des contraintes ……………………………………….13 1.5.3 Facteur de réduction des tassements …………………………………………….13 1.6 Mécanisme de rupture ………………………………………………………..…………...14 1.6.1 Colonne isolée ……………….………………………………………………….14 1.6.1.1 Rupture par expansion latérale ………………………………………..15 1.6.1.2 Rupture par cisaillement généralisé …………………………………..16 1.6.1.3 Rupture par poinçonnement …………………………………………..16 1.6.2 Groupe de colonnes ……………………………………………………………..17 1.7 Capacité portante ultime d’une colonne ballasté isolée …………………………………...22 1.7.1 Rupture par expansion latérale ………………………………………………….22 1.7.1.1 Greenwood (1970) …………………………………………………….22 1.7.1.2 Hughes et Withers (1974) ……………………………………………..23 1.7.2 Rupture par cisaillement généralisé ……………………………………………..23 1.7.3 Rupture par poinçonnement …………………………………………………….24 1.8 Conclusions ……………………………………………………………………………....24 Chapitre 2 Synthèse bibliographique sur l’amélioration des performances de fondations renforcées par colonnes ballastées 2.1 Introduction……………………………………………………………………………….26 2.2 Revue de la littérature sur l’amélioration des performances des fondations .……………27 2.2.1 Études expérimentales en vraie grandeur ……………..………………………...27 2.2.2 Modèles physiques réduits ……………………………………………………...32 2.2.3 Etudes numériques ……………………………………………………………...38 2.2.3.1 Concepts de modélisation ……………………………………………..38 2.2.3.2 Résultats numériques ………………………………………………….41 2.3 Méthode d’évaluation du tassement ………………………………………………………48 2.3.1 Cellule unitaire ………………………………………………………………….48 2.3.1.1 Bauman et Bauer (1974) ………………………………………………48 2.3.1.2 Balaam et Booker (1981) ……………………………………………..49 2.3.1.3 Priebe (1995) ………………………………………………………….49 2.3.1.4 Castro et Sagaseta (2009, 2011) ……………………………………….51 2.3.1.5 Pulko et al. (2011) ……………………………………………………..52 2.3.2 Méthode de l’homogénéisation simplifiée ……………………………………...52 2.3.3 Groupe de colonnes ……………………………………………………………..53 2.3.3.1 Priebe (1995) ………………………………………………………….54 2.3.3.2 Castro (2014a) …………………………………………………..…….54 2.3.3.3 Ng et Tan (2015) ……………………………………………………....55 2.4 Conclusions ………………………………………………………………………………56 Chapitre 3 Effet de l’installation de la colonne ballastée 3.1 Introduction .………………………………………………………………………………58 3.2 Mesures in-situ ……………………………………………………………………………59 3.3 Théorie de l'expansion d’une cavité cylindrique ………………………………………….62 3.4 Modélisation numérique de l’installation d’une colonne ballastée …...…………………...64 3.5 Influence de la considération de l’effet de l'installation sur le tassement …………………71 3.5.1 Augmentation du coefficient de pression latérale du sol …………………...…...71 3.5.2 Expansion d'une cavité cylindrique ……………………………………………..72 3.6 Conclusions …………………………………………………………………………….....73 PARTIE Ⅱ : Modélisation Numérique Chapitre 4 Effets de l’installation de la colonne ballastée sur les performances des fondations circulaires 4.1 Introduction ………………………………………………………………………………75 4.2 Modélisation numérique de l’installation de la colonne ballastée ………………………...77 4.2.1 Présentation des mesures in-situ de Carvajal et al. (2013)…..……………………….77 4.2.2 Modèle numérique ……………………………………………………………….....78 4.2.3 Procédé de la simulation numérique ………………………………………………..80 4.2.4. Simulations préliminaires…………………………………………………………..82 4.2.5 Validation du modèle numérique …………………………………………………...83 4.2.5.1 Comparaison avec les mesures in-situ ………………………………………...84 4.2.5.2 Comparaison avec la méthode de l’expansion d’une cavité cylindrique ……....85 4.2.6 Résultats et discussion ……………..……………………………………………….87 4.2.6.1 Phase d’installation ……………..…………..………………………………...87 4.2.6.2 Phase de consolidation ……………..………..………………………………..91 4.3 Effets de l’installation …………………………………………………………………….94 4.4 Efficacité des effets de l’installation ……………………………………………………...99 4.4.1 Procédé de la simulation numérique ………………………………………….....99 4.4.2 Modèle numérique……………………………………………………………..100 4.4.3 Simulations préliminaires……………………………………………………...102 4.4.4 Vérification des résultats de Plaxis 2D…………………………………………104 4.4.5 Résultats et discussion …………………………………………………………106 4.4.5.1 Déformation des colonnes …………………………………………...106 4.4.5.2 Tassement de la fondation …………………………………………...110 4.5 Conclusions ……………………………………………………………………………...112 Chapitre 5 Evaluation numérique de la longueur optimale des petits groupes de colonnes ballastées 5.1 Introduction ……..……………………………………………………………………… 114 5.2 Modélisation en éléments finis ………………………………………………………….115 5.2.1 Modèle numérique …………...…………………………………….……….....115 5.2.2 Procédé de la simulation numérique …………………...……...……………….118 5.3 Comparaison avec les méthodes analytiques …………………………………………….120 5.4 Résultats et discussion …………………………………………………………………..121 5.4.1 Effet de l'installation des colonnes ballastées………………………………….121 5.4.2 Influence du niveau de la charge ……………………………………………….130 5.5 Conclusions ……………………………………………………………………………..134 CONCLUSION GENERALE…………………………………………………………….. 135 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES…………………………………………………139 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut | Emplacement | |
|---|---|---|---|---|---|
| TH/0980 | Thèse de doctorat | BIB.FAC.ST. | Empruntable |
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