Contribution à l'étude du comportement des ouvrages de soutènement en sol renforcé, soumis à des charges d'exploitation ferroviaire (charges dynamiques et cycliques)
Résumé
French Railway Network and French National Railway Society want to update the technical reference library established in 1985 concerning the use of reinforced earth retaining walls. The aim of this thesis is to gain a better understanding of Reinforced Earth behaviour, especially about its vertical deformation, under railway excitation. The research program is based on an important testing program which essentially consists in constructing a full-scale experimental structure by associating a Reinforced Earth wall and a classical railway embankment, the latter serving as reference. An important number of various loadings, including important static and service loads, emphasizes the influence of the load frequency on the geotechnical structure behaviour and the effect of fatigue caused by a sevenyear railway traffic. The soil - reinforcement interaction was studied by means of dynamic pullout tests. Two finite element models, a two-dimensional discrete model and a tri-dimensional homogenised model, were build taking into account results of a benchmark exercise predicting the response of the structure submitted to static load. Further, the research focused on the soilreinforcement interface. Lastly, a centrifuge physical model and adequate instrumentation were developed for further in-depth analysis and experiments.
Réseau Ferré de France et la Société Nationale des Chemins de Fer souhaitent mettre à jour le référentiel technique datant de 1985 régissant l'utilisation des ouvrages de soutènement en sol renforcé rapporté. L'objet de ce travail de thèse est l'étude du comportement des ouvrages en Terre Armée sous sollicitation ferroviaire, notamment en terme de déformation verticale. Dans le cadre de cette recherche, un programme d'essais de grande ampleur a été mis en oeuvre. Il s'appuie essentiellement sur un ouvrage expérimental en vraie grandeur associant un soutènement en Terre Armée et un remblai classique, ce dernier servant de référence. Une large gamme de sollicitations, incluant aussi des chargements statiques supérieurs ou égaux aux états de service, a permis la mise en évidence de l'influence de la fréquence de sollicitation sur la réponse de l'ouvrage et les effets de la fatigue entraînés par sept années de trafic ferroviaire. L'interaction sol - armature a été caractérisée au moyen d'essais d'extraction sous application d'efforts dynamiques. Deux modèles aux éléments finis, l'un, bidimensionnel discret et l'autre, tridimensionnel homogénéisé, ont été développés en tenant compte des enseignements tirés d'un concours de prévisions de la réponse de l'ouvrage soumis à un chargement statique. Un travail spécifique a été mené sur l'interface sol - armature. Enfin, un modèle physique centrifugé et une instrumentation adaptée ont été mis au point pour permettre un approfondissement de ce travail de recherche.