Contribution à l’étude du comportement des pieux sous chargements cycliques axiaux

Contribution to the study of the behavior of piles under cyclic axial loading

• Auteur / Autrice : Omar Benzaria
• Direction : Philippe Mestat
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géotechnique
• Date : Soutenance le 14/12/2012
• Etablissement(s) : Paris Est
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département Géotechnique, environnement, risques naturels et sciences de la terre (Paris ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Alain Holeyman
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Richard Jardine, Alain Puech, Alain Le Kouby
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Pierre Foray

Mots clés

Mots clés contrôlés

Résistance des matériaux

Vérins

Sable

Argile

Pieux

Mots clés libres

Chargement cyclique axial

Pieux

Argile

Sable

Dégradation de la capacité des pieux

Diagramme de stabilité

Cyclic axial loading

Piles

Clay

Sand

Reduction on the ultimate axial capacity

Stability diagram

Résumé

Dans le cadre du Projet National SOLCYP, le présent travail avait pour but d'étudier la réponse des pieux sous chargements axiaux pour les phases avant, pendant et après cycles. Pour atteindre cet objectif, une étude expérimentale étendue a donc été réalisée par le moyen de deux compagnes d'essais de chargements cycliques sur différents types de pieux instrumentées (battus, forés, vissés) dans deux sites expérimentaux : le site de Merville dans l'argile surconsolidée des Flandres et le site de Loon-Plage près de Dunkerque dans les sables denses des Flandres. Les essais cycliques comportaient des essais en compression, en traction et alternés avec des séries de cycles à forte amplitude conduisant à la rupture cyclique et des séries d'amplitude modérée à très grands nombres de cycles (N>5 000 cycles).L'interprétation de ces essais a englobé, d'une part, une analyse globale du comportement des pieux sous chargements cycliques notamment (i) la réduction de la capacité du pieu; (ii) le nombre de cycles que le pieu peut support avant la rupture (iii) l'évolution du déplacement en tête des pieux (rigidité cyclique). D'autre part, elle a intégré une étude locale en particulier sur la dégradation du frottement latéral et l'évolution de la résistance de pointe du pieu. Cette thèse, basée sur l'étude expérimentale, a permis la formulation des conclusions pratiques sur le comportement des pieux sous chargements cycliques axiaux et a proposé des perspectives pour bien cerner cette problématique

As part of the French National research project SOLCYP, the purpose of this work was study the behavior of the piles under axial loadings for the phases before, during and after cycles.To achieve this objective, an extensive series of static and cyclic axial pile load tests have been carried out in two experimental sites of the North of France: the overconsolidated Flandrian clays (Merville experimental site) and in dense Flandrian sands (Loon-Plage experimental site). Tests were performed on driven closed-ended pipe piles, bored piles and screwed. All piles were instrumented with retrievable extensometers for measuring the load distribution along the pile wall.Cyclic load tests were composed of series of cycles of constant load amplitude. A large range of load histories were applied including series of small amplitude cycles and great number of cycles (N > 5000) and series of large amplitude cycles leading to cyclic failure after a small number of cycles..A large volume of data has been interpreted to describe the effects of axial cyclic loads on the behavior of the piles. The interpretation of these tests included, on the one hand, a global analysis focusing on (i) the potential reduction on the ultimate axial capacity; (ii) the number of load cycles of a given load that the pile can sustain before cyclic failure and (iii) the evolution of displacements of the pile head during cyclic loading (pile stiffness). In addition, it integrated a local study in particular on shaft friction degradation along the pile wall and evolution of the resistance of point of the pile.This thesis, based on the experimental study, allowed the formulation of the practical conclusions on the behavior of the piles under axial cyclic loadings and proposed prospects for determining these problems well