Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisation numérique des mouvements du sol induits par des excavations et des injections de compensation

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Sébastien Burlon
Direction : Isam Shahrour, Hussein Mroueh
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Lille 1

Résumé

FR

La maîtrise des mouvements du sol est un problème fondamental de la réalisation de travaux en zone urbaine. Dans le cas d'excavations, ce sont les tassements constatés en arrière de l'écran qui sont les plus problématiques car ils peuvent induire de sévères dommages sur les structures proches : bâtiments, voiries, réseaux divers. L'objectif du travail proposé est d'analyser, sur le plan numérique, les mécanismes permettant de calculer des tassements en arrière d'écrans de soutènement puis d'étudier la possibilité d'utiliser les injections de compensation à la correction de ces tassements. Le premier chapitre comprend une synthèse bibliographique des différentes méthodes permettant d'appréhender les mouvements du sol induits par des excavations. Ces méthodes sont tout d'abord présentées, puis pour un ensemble de critères comme la rigidité de l'écran ou la présence de surcharges, les apports de chacune d'entre elles sont comparés et analysés. Le second chapitre présente une analyse numérique des mouvements induits par une excavation dans le cas d'un écran autostable. L'influence de différents paramètres est étudiée: la géométrie du modèle, l'interface entre le sol et l'écran, le coefficient de pression des terres au repos et la loi de comportement à la fois dans le domaine élastique et plastique. Différents aspects concernant la prise en compte de l'élasticité non linéaire sont développés. Le troisième chapitre traite de la modélisation de la réalisation de l'écran dans le cas d'une paroi moulée et de l'influence de celle-ci sur les mouvements calculés lors de l'excavation. Le processus de réalisation de l'écran est modélisé en deux puis en trois dimensions. Différents calculs sont proposés afm de prendre en compte d'une part la géométrie du soutènement (nombre et longueur des panneaux de la paroi moulée) et d'autre part les conditions initiales définies avant la réalisation de l'écran. Le quatrième chapitre inclut une synthèse bibliographique relative aux injections de compensation. On présente les techniques de mises en œuvre, les phénomènes caractéristiques de l'injection d'un coulis dans un sol et les observations de chantier liées à l'utilisation de cette technologie. Les principes de la modélisation des injections sont aussi abordés en présentant à la fois les développements analytiques et numériques. Le cinquième chapitre est consacré à la modélisation numérique des injections à la fois dans un terrain vierge et aux abords d'une excavation. Les effets de l'expansion d'une cavité en profondeur sur le soulèvement du sol en surface sont analysés en détail à partir d'un modèle bidimensionnel. On met en évidence l'effet de la profondeur de l'injection ainsi que l'influence de l'état initial et de la loi de comportement. Ensuite, on aborde les aspects tridimensionnels et on étudie les effets d'une injection de compensation aux abords de l'excavation étudiée dans le second chapitre.