Effets des incertitudes et de la variabilité spatiale des propriétés des sols et des structures sur le dimensionnement des semelles filantes et des conduites enterrées

Effects of uncertainties and spatial variation of soil and structure properties on geotechnical design : cases of continuous spread footings and buried pipes

• Auteur / Autrice : Saber Imanzadeh
• Direction : Alain Denis, Antoine Marache
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique
• Date : Soutenance le 15/02/2013
• Etablissement(s) : Bordeaux 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences physiques et de l’ingénieur (Talence, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de mécanique et d'ingénierie de Bordeaux - Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux / I2M
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Yotte
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sidi-Mohammed El Achachi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pierre Breul, Djamel Nedjar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géostatistique

Interaction sol-structure

Mécanique des sols

Mots clés libres

Incertitude

Variabilité spatiale

Module de réaction du sol

Semelle filante

Conduite enterrée

Interaction sol-structure

Approches analytique et numérique

Géostatistique

مبدأ الريبة

التغير المكاني

معامل رد فعل التربة الطبيعية

الأساسات المنفصلة

الانابيب المطمورة

تفاعل التربة و البناءة

النموذجات التحليلية و الرقمية

الاحصاءات الجغرافية

Неопределенность

Пространственная переменная

Модуль реактивности почвы

Поверхностный фундамент

Закопанные трубы

Взаимодействие почва-структура

Аналитическая и цифровая модель

Геостатистика

Uncertainty

Spatial variability

Subgrade reaction modulus

Spread footing

Buried pipe

Soil-structure interaction

Analytical and numerical methods

Geostatistic

Incertezza

Variabilità spaziale

Modulo di reazione del calore del sole

Soletta conduttiva

Condotta interrata

Interazione delle strutture del suolo

Approccio analitico e numerico

Geostatico

عدم قطعیت

تغييرپذيري فضايي

مدول واکنش بستر

سطحي فونداسيون

لوله هاي مدفون

اثر متقابل سازه و خاک

روشهای عددي و تحليلي

آمار زمين, ژئواستاتيستيك

Incertitudine

Variabilitate spațială

Modul de reacție

Conducta îngropată

Interactiune sol-structura

Modele analitice și numerice

Geostatistică

关键词

误差

空间变化

土质反应模块

条形地基

地下管道

土地-结构的相互作用

分析方法与数字方法

地质统计

Incertidumbre

Variabilidad espacial

Módulo de reacción del suelo

Cimientos continuos (zapatas)

Tubería enterrada (canalización)

Interacción suelo – estructura

Modelos analíticos y numéricos

Geoestadística

Belirsizlik

Mekansal değişkenlik

Yer reaksiyonu modülü

Şerit temeller

Gömülü boru

Zemin-yapı etkileşimi

Analitik ve sayısal yaklaşımlar

Jeoistatistik

Résumé

Le sol présente une variabilité spatiale des propriétés physiques et mécaniques dont les effets sur des structures légères avec semelles filantes et sur les conduites enterrées ne sont pas bien pris en compte dans leur dimensionnement. Cette variabilité naturelle peut être très importante dans le cas de ces ouvrages car elle induit des tassements différentiels, dont les conséquences peuvent être dommageables : fissures dans les murs, les poutres ou encore des fuites dans les réseaux d’assainissement. La variabilité naturelle du sol et l'incertitude liée à la connaissance imparfaite des propriétés du sol et/ou du béton ou de l'acier de la structure sont les principales sources d'incertitude dans le choix des paramètres de calcul pour le dimensionnement de ces structures. Dans cette thèse, une approche analytique avec les méthodes probabilistes (FOSM et SOSM) et le modèle de Winkler, puis numérique avec le couplage de la méthode des éléments finis avec des approches géostatistiques ont été successivement menées pour modéliser le comportement des semelles filantes et des conduites enterrés lorsque les incertitudes sur les propriétés mécaniques du sol et de la structure sont prises en compte dans leur dimensionnement. Il apparait ainsi, l’importance du comportement longitudinal de ces ouvrages et du poids des incertitudes dans leur dimensionnement.

Soil exhibits spatial heterogeneities resulting from the history of its deposition and aggregation processes that occur in different physical and chemical environments. This inherent or natural variability can be very important in the case of the superficial geotechnical works inducing differential settlements, whose consequences on structural response can be harmful: local failures, cracking in beams or walls, leakage in sewers. Natural variability of soil and uncertainty related to imperfect knowledge in soil properties and/or of concrete or steel of the structure, are the major source of uncertainty in the choice of the design parameters. In this thesis the probabilistic methods in geotechnical engineering, the analytical Winkler model and the coupling of the finite element method with geostatistical approaches were successively used to model the behavior of shallow foundations and buried pipe networks when soil and structure uncertainties are considered in their design.