Le renforcement des sols compressibles par inclusions rigides verticales : modélisation physique et numérique
Institution:
Lyon, INSADisciplines:
Directors:
Abstract EN:
This improvement technique associates a pile grip and a granular earth platform, intercalated between the improved soil and the surface structure. Arching occurs in the granular fill, which permits partial load transfer onto the piles, the surface settlement reduction and homogenization. The reinforcement can be completed by a geosynthetic, laid at the platform base. The application areas are road and railway embankment fondations and industrial area fondations. The various elements composing the system are in strong and complex interaction. This work contributes to the understanding of the behaviour of this type of structure, and focuses on the modelling of the mechanisms developing in the earth platform. An experimental database, precise and complete in tern of both loads and displacements, is constituted, in order to serve as a reference for various numerical modelling approaches. A physical two-dimensional modelling using analogical materials is developed. The numerical modelling first consists in a two-dimensional modelling in a continuum, validated by confrontation to the experimental results. Specific constitutive models for the various materials are implemented. The parametric study is numerically extended. The next step of the numerical modelling consists in simulating realistic three-dimensional cases in continuum. The soft soil and the granular earth platform soil behaviour are taken into account by various constitutive models, showing increasing degrees of complexity. A pile grip unit cell is first represented, and the system is then represented by a current embankment section.
Abstract FR:
Cette technique de renforcement associe un réseau d'inclusions et un matelas constitué de sol granulaire, intercalé entre le sol renforcé et l'ouvrage. Dans ce matelas se développement des voûtes qui transfèrent partiellement les charges vers les inclusions, permettant ainsi la réduction et l'homogénéisation des tassements en surface du massif renforcé. Le renforcement peut être complété par une nappe géosynthétique en base du matelas. Les domaines d'application sont les fondations de remblais routiers et ferroviaires et les fondations de zones industrielles. Les différents éléments de ce système sont en interactions complexes. Ce travail contribue à la compréhension du comportement de ce type d'ouvrage, et s'intéresse plus particulièrement à la modélisation des mécanismes se développant dans le matelas de transfert de charge. Une base de données expérimentale est constituée, afin de servir de référence à des modélisations numériques. Pour cela, un modèle physique bidimensionnel mettant en œuvre des matériaux analogiques est développé. La première étape de la modélisation numérique consiste en une modélisation bidimensionnelle en milieu continu, validée à partir des résultats expérimentaux obtenus. Des modèles de comportement spécifiques aux divers matériaux sont mis en œuvre. L'analyse est étendue numériquement. La seconde étape de la modélisation tridimensionnelle en milieu continu de cas réaliste. Les comportements du sol du matelas et du sol compressible sont pris en compte par des modèles de diverses complexités. Le système est d'abord pris en compte par une cellule élémentaire, puis par une section courante de remblai.