Renforcement des sols compressibles par inclusions rigides verticales : modélisation numérique du comportement sous sollicitation statique et dynamique

Soft soil reinforcement by rigid vertical inclusions : numerical modeling under static and dynamic loading

• Auteur / Autrice : Amar Alyaman
• Direction : Hussein Mroueh, Daniel Dias
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 26/10/2023
• Etablissement(s) : Université de Lille (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille ; 2021-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement - Laboratoire de mécanique Paris-Saclay (Gif-sur-Yvette, Essonne ; 2022-....)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Antéa (Firme)
• Jury : Président / Présidente : Fernando Lopez-Caballero
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sandrine Rosin-Paumier, Eric Antoinet, Marwan Sadek
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Yasin Fahjan, Pierre Breul

Mots clés

Mots clés contrôlés

Modélisation tridimensionnelle

Différences finies

Éléments finis, Méthode des

Analyse temporelle

Interaction sol-structure

Génie parasismique

Inclusions

Sols mous

Mots clés libres

Inclusion rigide

Rigid inclusion

Dynamic analysis

Numerical modelling

Soil structure interaction

Time history analysis

Seismic

Résumé

Ce travail examine le comportement sismique des sols renforcés par des inclusions rigides, en tenant compte de l'interaction sol-matelas-inclusion. L'analyse consiste en une modélisation numérique 3D utilisant la méthode des éléments finis avec le code Aster et la méthode des différences finies avec le code Flac3D. L'étude est divisée en quatre chapitres.Le premier chapitre présente le contexte et les objectifs de cette thèse.Le deuxième chapitre présente une synthèse bibliographique sur le comportement des inclusions rigides dans les zones sismiques. Il donne d'abord un aperçu de la technologie de renforcement et des applications des inclusions rigides. Ensuite, il présente différentes approches utilisées pour analyser l'interaction sol-structure sous charge sismique, y compris une comparaison entre les groupes de pieux et les inclusions rigides dans l'analyse de l'interaction sol-structure sous charge sismique.Le chapitre 3 analyse les différents modèles de modélisation des inclusions rigides. Suite à cette analyse, nous avons utilisé l'approche la plus appropriée pour étudier l'interaction cinématique du système sol-matelas-inclusion à l'aide d'un modèle tridimensionnel de 25 inclusions. Cette étude explore l'impact de divers paramètres tels que les propriétés du matelas et du sol, la longueur et le diamètre des inclusions, et leur emplacement sur la réponse du système.Le quatrième chapitre examine l'impact des non-linéarités du sol, des non-linéarités du matelas et des effets combinés des deux sur la réponse du système. De plus, il analyse l'effet des fondations des radier sur la réponse. Le chapitre examine l'impact de divers paramètres, y compris le taux de couverture et la surcharge appliquée sur le radier. Un modèle numérique tridimensionnel utilisant la méthode des différences finies a été développé à cette fin. Le chapitre se concentre également sur l'impact de divers paramètres, notamment le taux de couverture et la surcharge appliquée sur le radier.

This work examines the seismic performance of soils reinforced with rigid inclusions, considering the soil-mattress-inclusion interaction. The analysis consists of 3D numerical modelling using the finite element method with Aster code and the finite difference method with Flac3D code. The study is divided into four chapters.The first chapter outlines the context and objectives of this thesis.The second chapter presents a literature review on the behaviour of rigid inclusions in seismic zones. It first provides an overview of the reinforcement technology and applications of rigid inclusion. Then it presents different approaches used to analyse soil-structure interaction under seismic loading, including a comparison between pile groups and rigid inclusions in analysing soil-structure interaction under seismic loading.Moving on, chapter three delves into an analysis of the various models for rigid inclusion modelling. Following this analysis, we employed the most suitable approach to study the kinematic interaction of the soil-mattress-inclusion system using a three-dimensional model of 25 inclusions. This investigation explores the impact of various parameters like the mattress and soil properties, length and diameter of inclusions, and their location on the system's response.The fourth chapter examines the impact of soil non-linearities, mattress non-linearities, and the combined effects of both on system response. Additionally, it analyses the effect of raft foundations on the response. The chapter scrutinises the impact of various parameters, including the cover ratio and the overload applied on the raft. A three-dimensional numerical model employing the finite difference method was developed for this purpose. The chapter also focuses on the impact of various parameters, including the cover ratio and the overload applied on the raft.