Numerical Modelling of Non-Displacement Piles in Sand : The importance of the dilatancy in the resistance mobilization
Institution:
université Paris-SaclayDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This thesis' focus is the response of non-displacement piles installed in sand when subjected to axial load, specifically in the relevance of soil's volumetric behavior on this response. At the soil-pile interface, when the soil is distorted by shear volumetric deformations (usually dilatation) occur, which causes a significant variation in the stress state. That is done with the support of finite element numerical models by adopting the elastoplastic ECP model, a realistic constitutive law for the soil and the soil-pile interface. This model, written in terms of effective stresses, is a multimechanisms model that takes into account important factors that influence soil behaviour, such as non-linear elasticity, incremental plasticity or the critical state definition. Other important aspects, such as the distinction between dilating or contractive behaviour, flow rule or density index, can be considered via the model parameters. Only with an advanced soil model, that captures the real behaviour of the soil, it is possible to model the involved phenomena.
Abstract FR:
Cette thèse se concentre sur la réponse des pieux installés dans le sable lorsqu'ils sont soumis à des actions verticales et en particulier concernant la pertinence du comportement volumétrique du sol sur cette réponse. À l'interface sol-pile, lorsque le sol est déformé par cisaillement, des déformations volumétriques (généralement dilatation) se produisent, ce qui provoque une importante variation de l'état de contrainte. Cela se fait à l'aide de modèles numériques par éléments finis en adoptant le modèle élastoplastique ECP, une loi constitutive réaliste pour décrire le comportement du sol dans le massif et celui se trouvant dans la zone où les déformations se localizent à l'interface sol-pieu. Ce modèle, formulé en contraintes effectives, est un modèle multiméchanismes qui tient compte des facteurs importants qui influencent le comportement du sol, comme l'élasticité non linéaire, la plasticité incrémentale ou la description de l'état critique. D'autres aspects importants, comme la distinction entre comportement dilatant et contractant, la définition de lois de flux ou distinction entre des différents états de compacité peuvent être considérés via les paramètres du modèle. Ce n'est qu'avec un modèle rhéologique avancé, capable de capturer le comportement réel du sol, qu'il sera possible de modéliser l'interaction sol-pieu.