Analyse de l'intéraction sol-structure en tenant compte de la consolidation du sol

par Verya Nasri

Thèse de doctorat en Génie Structure

Sous la direction de Jean-Pierre Magnan.

Soutenue en 1996

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris .

mots clés

• CESAR-LCPC (système)
• Interaction sol-structure
• Sols -- Propriétés mécaniques
• Fondations (construction)

Résumé

Le présent travail peut se résumer en trois parties. Dans la première partie les éléments infinis composites sont couples avec les éléments finis conventionnels afin de modéliser la réponse du sol à l’ infini. On s'est intéressé en particulier aux problèmes dans lesquels la consolidation du sol intervient. La précision de l'élément a été évaluée en comparant les solutions numériques des problèmes concernant un milieu non-borne avec les solutions analytiques correspondantes. On observe que la formulation couplée d'éléments finis et infinis pour un problème non-borne conduit à une économie substantielle de l'effort de calcul et à une meilleure représentation physique du comportement du sol à l'infini. La seconde partie porte sur l'analyse d'interaction d'un système portique-radier-sol en tenant compte essentiellement du comportement élastoplastique parfait du sol de fondation. Le comportement interactif du système est compare à celui d'un système dont le sol de fondation se comporte d'une façon élastique linéaire. On constate que la non-linéarité du sol influence les forces d'une manière significative aussi bien dans les éléments de structure que dans le radier. Cela justifie donc la prise en compte de la non-linéarité du sol dans l'analyse d'interaction sol-structure. Nous nous sommes intéresses, dans la dernière partie, à l'étude du comportement en fonction du temps des structures en portiques fondées sur une couche épaisse de sol élastique ou élastoplastique parfait au cours de la consolidation. Une analyse de consolidation non-linéaire, utilisant une formulation en éléments finis basée sur la théorie de Biot, a été effectuée. La méthode des contraintes initiales avec un schéma itératif de Newton-Raphson modifie a été utilisée dans cette étude. Sur la base du comportement interactif observe, on conclut que, dans certains éléments de la structure, les forces maximales apparaissent durant la consolidation et le contrôle des forces finales dans le portique à l'aide d'une analyse conventionnelle indépendante du temps peut ne pas être suffisant. Il est par conséquent suggéré, pour une compréhension réaliste et lorsque c'est possible, que le comportement de consolidation du massif de sol soit pris en compte dans l'étude d'interaction sol-structure, si l'importance de la structure le nécessite

Titre traduit

Analysis of soil-structure interaction including the effect of soil consolidation

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