Tubes géosynthétiques remplis d'agrégats légers dans de nouvelles structures géotechniques : premières études

Geosynthetic tubes filled with lightweiht aggregate in new geotechnical structures : first studies

• Auteur / Autrice : Joanna Górniak
• Direction : Philippe Delmas, Camille Barral, Alain Tabbagh
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences et ressources naturelles
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Paris, CNAM

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géosynthétiques

Résumé

Des tubes en géosynthétiques remplis par des agrégats légers sont envisagés pour la réalisation de nouvelles structures de soutènement légères renforcées. Les objectifs de la thèse sont la compréhension du comportement et la modélisation de ces tubes intégrés dans des ouvrages de soutènement en sol renforcé. Il est décidé de travailler sur des tubes isolés sous chargements simplifiés, avant d’étudier les tubes dans la structure. L’influence essentielle de la technique de remplissage sur les propriétés initiales de l’agrégat léger dans le tube nécessite d’abord une étude détaillée. Dans les parties expérimentales et numériques de la thèse, on étudie le comportement de tubes géosynthétiques élémentaires remplis d’agrégats légers sous différents chargements : compression simple, compression simple combinée à la présence de remblai sur un coté du tube. La simulation de la compression simple par des approches analytique et numérique permet d’évaluer la sensibilité aux différents paramètres. Elle donne une première évaluation des efforts de traction dans les géosynthétiques ainsi que des contraintes internes dans l’agrégat léger. Elle permet de dégager les premières tendances quant aux limites du système. La modélisation numérique comprend aussi la simulation d’un tube individuel sur une zone à risque d’effondrement. Une étude complémentaire est aussi effectuée de manière expérimentale pour optimiser le géosynthétique vis-à-vis de son interaction avec l’agrégat léger. Les résultats obtenus sur les tubes individuels sont évalués et vérifiés sur une structure de taille réelle. Cette partie inclut aussi la simulation d’une structure sur zone à risque d’effondrement.

Geosynthetic tubes filled with lightweight aggregate are considered for the purpose of new light reinforced structures. The objective of the thesis is to understand and to model the behaviour of these geosynthetic tubes inside a typical reinforced soil retaining structure. The loads during installation, compaction and long term service involve complex interaction between the structural components. The strong influence of the filling technique on the initial properties of the lightweight aggregate inside the tube require first a detailed study. In the experimental and numerical part of the thesis the behaviour of single geosynthetic tubes filled with lightweight material are studied under different loads: simple compression and simple compression combined with backfill limiting the tube on one side. The simulation of the simple compression test by an analytical approach and a numerical model (discrete elements coupled with finite elements) specifies the susceptibility of the key parameters to be investigated. It gives a first evaluation of the tensile forces in the geosynthetic and of the internal stresses inside the lightweight material. This sets also a trend in design limits of the system. Numerical modelling integrates also a simulation of a single tube over areas prone to subsidence. A complementary study is also carried out by an experimental approach focused on the optimisation of the geosynthetic versus the interaction with the lightweight aggregate. At the end of the experimental part, the results obtained on the single tubes are verified on a real-scale structure. This part includes also a simulation of the structure over areas prone to subsidence.