Développements théorique et numérique d'un modèle multiphasique pour le calcul des ouvrages renforcés par inclusions

par Quang Thai Son

Thèse de doctorat en Matériaux et structures

Sous la direction de Patrick de Buhan.

Soutenue en 2009

à Paris Est .


  • Résumé

    Résumé français : La simulation numérique du comportement et l'analyse de stabilité des ouvrages de géotechnique renforcés par inclusions linéaires "rigides" ou "souples", c'est-à-dire capables ou non de reprendre des efforts de flexion et cisaillement, reste un problème difficile, en raison de la très forte hétérogénéité du sol renforcé combinée au grand nombre d'inclusions employées, ainsi qu'à leurs dimensions caractéristiques très petites vis à vis de celles de l'ouvrage dans son ensemble. Une approche alternative, fondée sur une modélisation dite "multiphasique", a été récemment développée, qui permet de s'affranchir des difficultés précédentes et d'aboutir ainsi à des méthodes de dimensionnement accessibles à l'ingénieur. On s'intéresse dans le cadre de ce travail aux développements théorique et numérique de cette approche en prenant en compte non seulement les effets de flexion et de cisaillement des inclusions, mais également les différents types d'interaction entre ces dernières et le sol environnant. La première partie du mémoire est consacrée à la construction des approches du calcul à la rupture et à la mise en œuvre numérique élasto-plastique du modèle multiphasique des ouvrages renforcés par inclusions "souples", qui est alors appliqué à l'analyse de la stabilité d'ouvrage en "terre armée". L'extension de l'approche du calcul à la rupture et du code éléments finis en élastoplasticité, développés dans la première partie, à la prise en compte des effets de flexion et de cisaillement fait l'objet de la seconde partie du mémoire. La version la plus complète du modèle multiphasique élaborée est appliquée à la simulation du comportement d'une fondation renforcée par inclusions "rigides", soumise à un séisme induisant un chargement latéral. Partant de l'idée d'optimiser le schéma de renforcement de l'ouvrage traité à la deuxième partie, en inclinant les inclusions, un modèle "triphasique" est formulé et développé. Ce modèle vise à décrire le comportement macroscopique d'un sol renforcé par deux familles d'inclusions ayant des orientations différentes.

  • Titre traduit

    Theoretical and numerical developments of a multiphase model to calculation of structures reinforced by inclusions


  • Résumé

    Résumé anglais : The numerical simulation of the behaviour as well as the stability analysis of geotechni cal structures reinforced by linear "rigid" or "flexible" inclusions, where shear and flexural behaviour is to be accounted for or not, remains a difficult task, due to the strong heterogeneity of the reinforced soil, combined with the relatively high number of inclusions, and their slenderness. An alternative approach, based on the so-called "multiphase" model, makes it possible to overcome such numerical difficulties and thus devise engineering design methods. The present work is concerned with the theoretical and numerical developments of such an approach, taking into account not only the shear and flexural effects of inclusions, but also the different types of interaction between the latter and the surrounding soil. The first part is devoted to the construction of the yield design approaches and to the elastoplastic implementation of the multiphase model of the structures reinforced by "flexible" inclusions, which is then applied to the stability analysis of reinforced earth structures. In the second part, the yield design approach and finite element code are then extended in order to account for the shear and flexural effects of inclusions. The most complete version of the multiphase model is applied to simulate the behaviour of a foundation reinforced by "rigid" inclusions, subjected to an earthquake-induced lateral loading. Finally, starting from the idea to optimize the reinforcement scheme of the structure treated in the second part, by inclining the inclusions, a "three-phase" model is formulated and developed. This model is aimed at describing the macroscopic behaviour of soils reinforced by two families of inclusions having different orientations.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 191 p.)
  • Annexes : Bibliographie 84 réf., p. 209-215

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  • Bibliothèque : Ecole des Ponts ParisTech (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne). La Source - Bibliothèque de l'Ecole des Ponts.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 33809
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