Calcul par elements finis des etats de contraintes dans les chaussees rigides : evaluation des phenomenes de contact associes aux effets de retrait et de temperature, application a l'interpretation d'experimentations sur site

par SOPHIE SALASCA

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de JEAN-MAURICE BALAY.

Soutenue en 1998

à Nantes .

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  • Résumé

    Le dimensionnement des chaussees rigides en beton s'appuie sur l'evaluation des contraintes creees par les charges roulantes, et influencees par les effets du retrait et de la temperature. On se propose a travers cette these d'ameliorer le calcul de ces contraintes. On utilise pour ce faire la methode des elements finis pour ses aptitudes a reproduire le comportement complexe de ces chaussees, discontinues (presence de joints et fissures), et sujettes a des deformations de cambrure, dues a la non-uniformite des temperatures sur l'epaisseur du beton : le probleme mecanique est un probleme non lineaire de contact tridimensionnel, la surface d'appui des dalles sur leur fondation etant a priori inconnue. Le memoire s'ouvre sur une etude bibliographique. On presente des modeles analytiques, souvent reducteurs, d'analyse des chaussees rigides. On expose ensuite les principes des grands logiciels d'elements finis dedies a l'etude de ces chaussees ainsi qu'une synthese sur le traitement numerique des problemes de contact. La deuxieme partie evalue le logiciel d'elements finis cesar-lcpc applique a la modelisation des chaussees rigides. Des simulations variees avec un modele 3d multicouche elastique, integrant la possibilite de decollement entre dalle et fondation, confirment le realisme de ce modele, et montrent l'influence de la geometrie des dalles, de la charge et du type de fondation. Puis on decrit un modele 2d simplifie, de type plaque mince sur massif de pasternak, avec traitement du contact dalle-massif par l'algorithme d'uzawa, implante dans cesar et motive par les exigences en temps et en memoire du modele 3d. Sur des calculs de base, les ajustements entre les modeles 3d et 2d sont encourageants. La derniere partie vise a valider le modele 3d, en interpretant les resultats de deux experimentations : l'une porte sur des dalles epaisses de l'aeroport d'orly soumises aux effets des gradients thermiques, l'autre (projet fabac) sur des dalles et des structures en beton arme continu sollicitees par une machine de fatigue reproduisant la charge routiere de reference. Apres l'analyse des resultats experimentaux, on les confronte aux resultats numeriques de cesar. Les ajustements obtenus valident le modele et montrent l'effet sur le comportement des structures d'une deformee initiale liee a un retrait differentiel du beton.


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Informations

  • Détails : 363 P.
  • Annexes : 170 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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