Modélisation globale de l'interaction sol-fondation superficielle à proximité de la crête d'un talus
Institution:
Université Robert Schuman (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The non linear behaviour of the granular soil-shallow strip footing is studied. The footing subjected to static vertical and inclined centred loads is established near the crest of a slope. Two main aspects of the kinematics are analysed : (i) first, the effect of the peculiar geometry of the soil free boundary on the displacement trajectories, (ii) then, the temporary dependency aspect of the granular soils behaviour. This experimentally observed phenomena is due to the granular kinetics that tend to stabilise when a certain rearrangement of their skeleton is reached. A numerical database is created thanks to the finite elements code CESAR-LCPC. The behaviour of the soil-footing interface is modelled by means of specific contact elements. The bearing capacity and the different displacements values sa obtained, are analysed in order to built a global model or a soil-structure macro-element in the framework of the non-associated plasticity. To traduce as well as possible the reel behaviour of the granular soil, a viscosity is integrated in the model formulation. The efficiency of the macro-element is tested by comparison with some results issued from centrifuged tests and from the above mentioned numerical simulations. Finally, a prediction method to determine the displacement trajectories is proposed for a given configuration and an application is presented.
Abstract FR:
Le comportement non linéaire sol granulaire-fondation superficielle filante est étudié. La semelle sollicitée par des chargements statiques verticaux et inclinés centrés est établie à proximité de la crête d'un talus. Deux aspects essentiels de la cinématique sont analysés: (i) d'abord, l'effet de la géométrie particulière de la surface libre du massif sur les trajectoires de déplacements, (ii) ensuite, la dépendance temporelle du comportement des sols granulaires. Ce phénomène, observé expérimentalement, est justifié par la cinétique des granulats perturbés qui tendent à se stabiliser dès lors qu'un réarrangement optimal de leur squelette est atteint. Une base de données concernant le système bidimensionnel a été créée à l'aide du code aux éléments finis CESAR-LCPC. Le comportement de l'interface entre le sol et la base de la semelle a été modélisé par des éléments spécifiques de contact. Les résultats de capacité portante et de déplacements ainsi obtenus ont été analysés dans le but de construire un modèle de comportement global de type macro-élément d'interaction sol--structure. Ce dernier s'inscrit dans le cadre de la théorie de la plasticité non-associée et intègre la notion de viscosité dépendant du niveau de chargement, afin de traduire le mieux possible le comportement réel du sol. L'efficacité du macro-élément développé est vérifiée par comparaison avec des courbes issues d'essais centrifugés et des simulations numériques mentionnées ci-dessus. Enfin, une méthode de prédiction des trajectoires de déplacements est proposée pour une configuration donnée et une application est présentée.