Étude numérique du comportement des ouvrages de soutènement à la rupture

par Kamran-Charles Vossoughi

Thèse de doctorat en Mécanique, Modélisation numérique

Sous la direction de Daniel Gouvenot.

Soutenue en 2001

à Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris , en partenariat avec Laboratoire mécanique des sols, structures et matériaux (Gif-sur-Yvette, Essonne) (laboratoire) .

mots clés

• Élasticité
• Mécanique des sols
• Silt

Résumé

Cette étude se situe dans le contexte de recherches menées sur les différents aspects de l’application de l’Eurocode 7 dans le domaine de géotechnique. Elle a essentiellement pour but, dans le cadre des ouvrages de soutènement, de modéliser les états limites ultimes (ELU) et de mettre en évidence la capacité des méthodes numériques, comme celle des éléments finis, à schématiser la rupture. Dans un premier temps, on s’est intéressé à la modélisation des états limites ultimes. On y propose des méthodes simples à utiliser dans les codes de calcul aux éléments finis en intégrant toutefois des modèles de comportement élaborés et des méthodes améliorées pour les algorithmes numériques. A partir de l’analyse de bifurcation on cherche à trouver les surfaces singulières dans le cadre d’une hypothèse de discontinuité faible. L’analyse de stabilité basée sur la théorie du travail de second ordre est ensuite examinée comme un précurseur des états limites ultimes. La comparaison entre des critères proposés pour la schématisation des ELU, que ce soit dans des configurations simples ou complexes d’ouvrages de soutènement, et des solutions analytiques et des résultats expérimentaux, met en évidence la fiabilité et la pertinence des développements effectués. Ensuite, nous traitons la notion de rotules plastiques dans les éléments poutres. En se basant sur ces notions et en utilisant les possibilités qu’elles nous offrent, on examinera le dimensionnement des écrans de soutènement modélisé par des éléments poutres à l’état limite ultime. Dans un deuxième temps, on présente le développement et la validation d’un modèle du comportement à critère orienté conçu pour le traitement de la localisation des déformations. On présente les avantages d’une loi de comportement élaborée basée essentiellement sur une plasticité multimécanisme, ce en vérifiant la condition de bifurcation. Les exemples d’application démontrent l’aptitude du code de calcul et la capacité du modèle de la localisation des déformations ainsi qu’à l’état limite.

Titre traduit

Numerical study of the behavior of retaining structures in failure

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