modÉlisation numÉrique de l'essai pressiomÉtrique et
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Université Aboubekr BelkaidFaculté de Technologie
Département de Génie CivilLaboratoire: Risk Assesment
Thèse de Doctorat en Sciences
MODÉLISATION NUMÉRIQUE DE L'ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE ET CALCUL
DES FONDATIONS SUPERFICIELLES SUR PENTE
DJEDID Abdelkader Professeur
Présenté par : OUABEL Houari
ZADJAOUI Abdeldjalil Professeur
BENCHOUK Assia MCA
BOUROKBA MERABENT Souad Amel . MCA
HOUMADI Youcef Professeur
Tlemcen le : 12/11/2020
Belkaid, TlemcenFaculté de Technologie
Département de Génie CivilAssesment and Management
Thèse de Doctorat en Sciences
MODÉLISATION NUMÉRIQUE DE L'ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE ET CALCUL
DES FONDATIONS SUPERFICIELLES SUR PENTE
Université de Tlemcen Président
OUABEL Houari
Université de Tlemcen Directeur de thèse
Université de Tlemcen Co-Directeur de thèse
USTO- Oran Examinatrice 1
Centre UBB Témouchent Examinateur 2
Tlemcen le : 12/11/2020 1
INTRODUCTION
Massif horizontal
Théorique
NTRODUCTION GÉNÉRALE
Capacité portante
d’une fondation
superficielle
EmpiriqueNumérique
Massif horizontal
2
PROBLÉMATIQUEPROBLÉMATIQUE
Genèse d’une pente
Capacité portante
d’une fondation
superficielle
pente
Coefficient Etat initiale des Coefficient
réducteurs des contraintes
3
PROBLÉMATIQUEPROBLÉMATIQUE
Cadre générale
Capacité portante
Cadre générale du travail du recherche
Modélisation numérique
Essai préssiometrique
4
OBJECTIFS
Modélisation de la procédure de la
• Analyse numérique
• Analyse paramétrique
Modélisation de l’essai
pressiométrique
• Procédure tassement • Procédure
d’excavation • Procédure de
surconsolidation
procédure de la genèse de la pente
BJECTIFS
Modélisation de la procédure de la
Procédure tassement Procédure d’excavation Procédure de surconsolidation
procédure de la genèse de la pente • Analyse
numérique • Analyse
paramétrique
Modélisation du comportement
d’une fondation et estimation de la CP estimation de la CP
5
PLAN DE PRÉSENTATION
Partie I: Analyse bibliographique et état de l’art • Interprétation théorique de l’essai pressiométrique • Différentes approches pour l’évaluation de la capacité
portante CP • Détermination de l’état de contrainte initiale sur une pente • Détermination de l’état de contrainte initiale sur une pente
Partie II: Analyse numérique • Simulations numériques de différentes procédures de la
genèse d’une pente • Modélisation numérique de l’essai pressiométrique • Simulation du comportement d’une fondation superficielle et
estimation numérique de la capacité portante estimation numérique de la capacité portante
Partie III: Analyse paramétrique • Paramètres géotechniques (la pression limite et la capacité
portante).• Paramètres géométriques (la pression limite et la capacité
portante).
PRÉSENTATION
Partie I: Analyse bibliographique et état de l’art Interprétation théorique de l’essai pressiométrique Différentes approches pour l’évaluation de la capacité
Détermination de l’état de contrainte initiale sur une pente Détermination de l’état de contrainte initiale sur une pente
Partie II: Analyse numérique Simulations numériques de différentes procédures de la
Modélisation numérique de l’essai pressiométrique Simulation du comportement d’une fondation superficielle et estimation numérique de la capacité portante estimation numérique de la capacité portante
Partie III: Analyse paramétrique Paramètres géotechniques (la pression limite et la capacité
Paramètres géométriques (la pression limite et la capacité
6
PARTIE
ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE ET ÉTAT DE L’ART
ARTIE 1
ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE ET ÉTAT DE L’ART
7
Louis Ménard (1933 – 1978)
ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE : ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE SSAI PRESSIOMÉTRIQUE : ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE
Michel Gambin
8
CAPACITÉ PORTANTE -ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE
• Théoriques
• Empiriques
• Numériques
γγ
NB
qNcNq qc2
max++=
Terzaghi (1943)
ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE
Terzaghi (1943)
• Nγ=0,5tanφ((Kpγ/cos2 φ))-1)
Meyerhof (1963)
• Nγ=(Nq-1)tan(1,4φ)
γCaquot et Kérisel (1966)
• Nγ=cos(π/4-φ/2)/(2sin2 (π/4+φ/2) ) [kp-sin(π/4-φ/2) ]
Brinch-Hansan (1970)
• Nγ=1,8(Nq-1)tanφ
Vesic (1973)
• Nγ=2(Nq+1)tanφ
Sanglerat et costet (1983)
• Nγ=(Nq-1)tan(1,4φ)
9
DIFFÉRENTS MÉCANISMES POUR LA GENÈSE D’UNE PENTE DIFFÉRENTS MÉCANISMES POUR LA GENÈSE D’UNE PENTE
10
PARTIE
ANALYSE NUMERIQUE
ARTIE II
ANALYSE NUMERIQUE
11
CODE DE CALCUL
Interface Plaxis 3D tunnel
ODE DE CALCUL
12
Modélisation numérique .
MODÉLISATION NUMÉRIQUE ODÉLISATION NUMÉRIQUE
13
Site 01 Site 02
Pa
ram
ètre
s
Arg
ile
limo
ne
use
Arg
ile
limo
ne
use
CARACTÉRISTIQUES GÉOTECHNIQUES
Pa
ram
ètre
s
limo
ne
use
limo
ne
use
Distance - -
Mo
hr-C
ou
lom
b
γ (kN/m3) 16 16
E (MPa) 2 10
v 0.3 0,3
φ 20° 27°
C (kPa) 15 20
Co
ulo
mb C (kPa) 15 20
ψ 00 00
Ca
m-C
lay
λ 0,155 0,036
k 0,052 0,012
M 0.70 1.07
e0 0.680 0.795
pco 0 0
Site 02 Site 03
Qu
ate
rna
ire
Mo
lasse
Ma
rne
ARACTÉRISTIQUES GÉOTECHNIQUES
Qu
ate
rna
ire
0-6 6-11.5 11.5-40
19 17 22
100 100 350
0.25 0.25 0.3
27.50 32.50 300
10 0 150
14
10 0 150
00 00 00
- 0.042 0.040
- 0.005 0.028
1.09 1.30 1.2
- 0.540 0.960
- 5.14 4.86
LES TROIS SITESES TROIS SITES
15
ETAT DE CONTRAINTES INITIALES DANS UNE PENTE
Procédure du tassement
Procédure de surconsolidation
TAT DE CONTRAINTES INITIALES DANS UNE PENTE
Procédure d'excavation 16
EVOLUTION DES DÉFORMATIONS ET CONTRAINTES SUR PENTE
Mo
hr-C
ou
lom
bC
am-C
lay
VOLUTION DES DÉFORMATIONS ET CONTRAINTES SUR PENTE
17
EVOLUTION DES CONTRAINTES DANS LE PLAN (p, q)
Pro
cédu
re d
u tassem
ent
Pro
cédu
re d
'excavation
Pro
cédu
re de
surco
nso
lidatio
n
VOLUTION DES CONTRAINTES DANS LE PLAN (p, q)
18
SIMULATION DE L’ESSAI PRESSIOMÉTRIQUEHypothèses de base1) Les simulations sont réalisées en petites2) L'essai est analysé en conditions drainées3) Le mode de déformation de la sonde pressiométrique
IMULATION DE L’ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE
déformations,drainées (en contraintes effectives)
pressiométrique est la déformation plane.
19
DÉPLACEMENTS HORIZONTAUX AUTOUR DE LA SONDE ÉPLACEMENTS HORIZONTAUX AUTOUR DE LA SONDE
20
DÉPLACEMENTS HORIZONTAUX AU TOUR DE LA SONDE ÉPLACEMENTS HORIZONTAUX AU TOUR DE LA SONDE
21
COURBES PRESSIOMÉTRIQUES
Massif h
orizo
ntal
Massif h
orizo
ntal
Massif en
pen
te M
assif en p
ente
Mohr-Coulomb
OURBES PRESSIOMÉTRIQUES
Cam-Clay22
COURBES PRESSIOMÉTRIQUES POUR Y=6M
Courbe préssiometrique
OURBES PRESSIOMÉTRIQUES POUR Y=6M
23
préssiometrique pour y=6m
COURBES PRESSIOMÉTRIQUES PROCÉDURES DE GENÈSE DE LA PENTE
Mohr-Coulomb
OURBES PRESSIOMÉTRIQUES – DIFFÉRENTES PROCÉDURES DE GENÈSE DE LA PENTE
Cam-Clay24
CARACTÉRISTIQUES PRESSIOMÈTRIQUES
Profil de la pression limite
ARACTÉRISTIQUES PRESSIOMÈTRIQUES
Profil du module pressiométrique25
DÉFORMATIONS ET CONTRAINTES AUTOUR DE LA SONDE PRESSIOMÉTRIQUE
ÉFORMATIONS ET CONTRAINTES AUTOUR DE LA SONDE PRESSIOMÉTRIQUE
26
ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE
Massif h
orizo
ntal
Massif h
orizo
ntal
Massif en
pen
te M
assif en p
ente
Effet de la cohésion
SSAI PRESSIOMÉTRIQUE - ETUDE PARAMÉTRIQUE
Effet de l'angle de frottement 27
ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE
Massif h
orizo
ntal
Massif h
orizo
ntal
Massif en
pen
te M
assif en p
ente
Effet de la rigidité
SSAI PRESSIOMÉTRIQUE - ETUDE PARAMÉTRIQUE
Effet du coefficient de Poisson 28
COMPORTEMENT NUMÉRIQUE D’UNE FONDATION SUPERFICIELLE OMPORTEMENT NUMÉRIQUE D’UNE FONDATION SUPERFICIELLE
29
MÉCANISME DE RUPTURE NUMÉRIQUE D’UNE FONDATION
Massif en pente d/B=0
Massif en pente d/B=7Massif en pente d/B=7
Massif horizontal
ÉCANISME DE RUPTURE NUMÉRIQUE D’UNE FONDATION
30
COURBES DE L’ÉVOLUTION DE LA CAPACITÉ PORTANTE
Mohr-Coulomb
OURBES DE L’ÉVOLUTION DE LA CAPACITÉ PORTANTE
Cam-Clay31
Capacité portante procédure de la genèse de la pente
Mohr-Coulomb
Capacité portante procédure de la genèse de la pente
Cam-Clay32
EVOLUTION DES COEFFICIENTS RÉDUCTEURS
Fascicule 62
DTU 1988
VOLUTION DES COEFFICIENTS RÉDUCTEURS
Fascicule 62
Bakir ,1993
Fascicule 62
DTU 1988
33
EVOLUTION DES FACTEURS DE PORTANCES
Type de sol Expression de
Argile et limons A, craies A
Capacité portanteMassif horizontal
Argile et limons A, craies A
Argile et limons B
Argile C
Capacité portanteMassif horizontalMassif en pente
Pression limiteMassif horizontalMassif en pente
(Kp)numérique Massif horizontalMassif en pente
(Kp)Fasicule62
VOLUTION DES FACTEURS DE PORTANCES
Expression de Semelle carrée
Semelle filante
1,30 1,10
Mohr-Coulomb Cam-Clay
Massif horizontal 1580 220
1,30 1,10
1,50 1,22
1,80 1,40
Massif horizontal 1580 2201188 172
Massif horizontal 316 250345 240
Massif horizontal 2,50 0,441,72 0,361,22 1,22 34
PARTIE
ANALYSE PARAMETRIQUE
ARTIE III
ANALYSE PARAMETRIQUE
35
CAPACITÉ PORTANTE -
Massif h
orizo
ntal
Massif h
orizo
ntal
Massif en
pen
te
Effet de la cohésion
Massif en
pen
te
ETUDE PARAMÉTRIQUE
Effet de l’angle de frottement 36
CAPACITÉ PORTANTE -
Massif h
orizo
ntal
Massif h
orizo
ntal
Massif en
pen
te M
assif en p
ente
Effet de la rigidité
-ETUDE PARAMÉTRIQUE
Effet du coefficient de Poisson 37
CONCLUSION GÉNÉRALE
LES PRINCIPAUX RÉSULTATS ISSUS DE CETTE ÉTUDE
� LES SIMULATIONS NUMÉRIQUES RÉALISÉES
L’HISTORIQUE DES SOLLICITATIONS SUBIES
INITIAL À CONSIDÉRER DANS LE CADRE
GÉOTECHNIQUE DOIT ÊTRE CLAIREMENT DÉFINIGÉOTECHNIQUE DOIT ÊTRE CLAIREMENT DÉFINI
SOLLICITATIONS.
� POUR UN ESSAI EN PENTE LA DISTANCE VERTICALE
DE L'ESSAI À LA SURFACE LIBRE DU MASSIF
DIFFÉRENTE DE CELLE CORRESPONDANT À
AU SEIN D'UN MASSIF À SURFACE HORIZONTALE
� CONCERNANT LA CAPACITÉ PORTANTE D’UNE� CONCERNANT LA CAPACITÉ PORTANTE D’UNE
A DONNÉ UNE BONNE CAPACITÉ PORTANTE. L’DE LA MAJORITÉ DES COEFFICIENTS RÉDUCTEURS
COMPLEXES. DES FORMULATIONS ONT
RÉDUCTEURS.
GÉNÉRALE
ÉTUDE SONT ÉNUMÉRÉS COMME SUIT:
RÉALISÉES PERMETTENT DE TRADUIRE L'INFLUENCE DE
PAR UN SOL SUR SON COMPORTEMENT. L'ÉTAT
CADRE DE LA MODÉLISATION D'UN PROBLÈME
DÉFINI ET PREND EN COMPTE L'HISTOIRE DESDÉFINI ET PREND EN COMPTE L'HISTOIRE DES
VERTICALE SÉPARANT LA POSITION DE RÉALISATION
MASSIF, LA PRESSION LIMITE OBTENUE EST PEU
L'ESSAI RÉALISÉ À UNE PROFONDEUR DONNÉE
HORIZONTALE.
UNE FONDATION SUR UNE PENTE, LE MODÈLE M-C
38
UNE FONDATION SUR UNE PENTE, LE MODÈLE M-CL’ÉTUDE A PERMIS DE CONFIRMER LES VALEURS
RÉDUCTEURS POUR CERTAINS CHARGEMENT
ÉTÉ PROPOSÉES POUR LES COEFFICIENTS
PERSPECTIVES
� ESTIMATION NUMÉRIQUE DU TASSEMENT D’UNE
PRESSIOMÉTRIQUE.
� CONTRIBUTION DE LA PRESSION LIMITE DANS LA
POUR LES TUNNELS.
� MODÉLISATION NUMÉRIQUE DU COUPLAGE HYDROMÉCANIQUE
� ANALYSE SÉISMIQUE DE LA CAPACITÉ PORTANTE
NUMÉRIQUE).
� ANALYSE PROBABILISTE DES CARACTÉRISTIQUES
PORTANTE.
� ETUDE COMPARATIVE ENTRE ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE
L’ESTIMATION DE LA CAPACITÉ PORTANTE SUR UNE
� RÉALISATION D’UN CODE DE CALCUL SPÉCIFIQUE
(SURTOUT ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE).
� TRACER UNE CARTE PRESSIOMÉTRIQUE POUR
ERSPECTIVES
UNE FONDATION SUPERFICIELLE AVEC LA MÉTHODE
LA DÉTERMINATION DU CHOIX DE SOUTÈNEMENT
HYDROMÉCANIQUE DE L’ESSAI PRESSIOMÉTRIQUE.
PORTANTE À PARTIR DES ESSAIS IN SITU (APPROCHE
CARACTÉRISTIQUES PRESSIOMÉTRIQUES ET LA CAPACITÉ
39
PRESSIOMÉTRIQUE ET PÉNÉTROMÈTRE STATIQUE DANS
UNE PENTE.
SPÉCIFIQUE POUR LA MODÉLISATION DES ESSAIS IN SITU
L’OUEST D’ALGÉRIE A MOYEN TERME.
Merci pour votre attention Merci pour votre attention
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