ANNEXE 8 Introduction au dimensionnement d un massif

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1 ANNEXE 8 Introduction au dimensionnement d un massif 1. Introduction Le but de cette partie est d expliquer les méthodes utilisées pour permettre de calculer et de réaliser un massif dans les conditions optimales de garantie de tenue mécanique, et d économie. 2. Hypothèses d étude Les massifs doivent être dimensionnés selon les efforts qui leur sont appliqués en tête et selon les caractéristiques du terrain d assise (donné par le rapport de sol) 2.1. Efforts appliqués sur les massifs Les fondations massives sont soumises aux sollicitations suivantes par rapport au niveau 0.00 du sol. - un moment renversant suivant chacun des axes du massif, - un effort tranchant suivant chacun des axes qui, ramenés en fond de fouille, contribuent au moment renversant total, - le poids de la structure supportée Hypothèses de dimensionnement Les hypothèses à prendre en considération pour le calcul des massifs ainsi que les coefficients de sécurité associés sont définis dans le CCGP est sont les suivantes : - Le coefficient de buté des terres à prendre en compte est de Les coefficients de sécurité au renversement sont égales à 1.5. Il faudra faire attention sur le fait que pour le calcul, les moments de renversement doivent être rapportés à la base du massif Caractéristiques du terrain La détermination des caractéristiques du terrain résulte d une campagne de reconnaissance complète effectuée par GEOTECH : REMBLAIS CALCAIRE ALTERE CALCAIRE COMPACT Poids volumique γ 19 kn/m3 20 kn/m3 22kN/m3 Cohésion effective c 0 kpa 0 kpa 50 kpa Cohésion non drainée c u 0 kpa 5 kpa 50 kpa Angle de frottement interne effectif φ Angle de frottement non drainé φ u

2 2.4. Méthode de calcul des différents types de fondation. Pour l ensemble du dimensionnement des massifs de fondation, la méthode du «Réseau d Etat» complétée par la méthode de M. Hahn ( Formule 7), relative aux contraintes maximales exercées sur le fond de fouille lorsque le centre de pression est excentré par rapport aux axes principaux, seront utilisées. Méthode du réseau d Etat : La méthode du réseau d état consiste à équilibrer les efforts appliqués par les réactions exercées. Elle peut s appliquer sur différent type de sol. Dans notre cas, elle sera développée pour un sol homogène mais peut être étendue aux sols doués de cohésion. Pour le calcul du dimensionnement des massifs de la plateforme 225 kv, seule la méthode du milieu homogène sera utilisée étant donné la présence d une seule couche de remblais présente sur le site pour la plupart des massifs. Milieu homogène et pulvérulent Le sol est supposé homogène et pulvérulent ; il est défini par son poids spécifique γ et son angle de frottement interne φ. Soit un massif encastré dans le sol sur une hauteur D et de dimensions a selon x et b selon y. Ce massif est soumis à des efforts, qui, ramenés au niveau du sol, sont les suivant : F x ; M y = F x h x F y ; M x = F y h y Ainsi qu à une charge vertical V et à son poids propre W, d où la charge verticale totale P = W + V. L axe y est perpendiculaire au plan de la figure. Considérons F x et M y. Dans la méthode du Réseau d Etat, le massif est supposé sujet à une rotation autour de O. Outre les efforts précédents, le massif est soumis à : - La poussée sur la face arrière donnée par la formule (cf. article Ouvrages de soutènement. Poussée et butée) :

3 R x = 0,5 γ D² b tan² (π/4 φ/2) 1 - La butée sur la face avant : Q x = 0,5 γ D² b tan² (π/4 + φ/2) 2 - La réaction du sol sur la base du massif dont la résultante équilibre P et dont la répartition est telle qu elle équilibre l ensemble des efforts, d où la contrainte maximale sur le sol de fondation p max. Si on pose H x = h x + d et H y = h y + D, on démontre que la résultante des efforts appliqués sur la base du massif et des poussée et butée R et Q coupe la base du massif en un point de coordonnées x et y telles que : 3 Avec 4 Connaissant x et y, la valeur de p max est déduite de la table de Pohl. a) Sécurité au renversement : dans le cas du sol homogène et pulvérulent, l équilibre par rapport à O des moments résistants dus à Q, V, W et moteurs dus à F, M et R permet d écrire : 5 Avec F rx et F ry coefficients de sécurité au renversement selon x et y. Pour le cas des massifs de Ponteau, ils doivent automatiquement être supérieurs à 1.5. b) Poinçonnement du sol : comme précédemment, le massif est considéré comme stable si la relation suivante est vérifiée: p max < 1,3 q 6 avec p max la contrainte maximale : 7 Le coefficient μ est donné par la table de Pohl en fonction de x/a et y/b. Q étant la contrainte admissible du sol et qui est égale à

4 En remblai technique compacté : Contrainte admissible de calcul du sol qelu=400kpa Contrainte admissible de calcul du sol qels =266kPA En déblais (Couche de calcaire compact) : Contrainte admissible de calcul du sol qelu =750kPA Contrainte admissible de calcul du sol qels =500kPA L ensemble des calculs seront fait aux ELU (Etat limite ultime) et aux ELS (Etat limite de stabilité) Ce sont les domaines de calcul utilisés pour vérifier la stabilité de l ensemble : ELS : Il s'agit du mode sollicitation de «tous les jours», l'ouvrage ne doit pas subir de déformation irréversible. Les matériaux sont employés dans leur domaine de comportement élastique. Tout naturellement, c'est le modèle élastique linéaire qui est utilisé pour les calculs à l'els. ELU : Dans ce mode de sollicitation, l'ouvrage est à la limite de la rupture, il doit résister aux charges mais il subit des déformations irréversibles et en ressort endommagé. Pour cet état, il est inutile de rester dans le domaine de comportement élastique des matériaux, on utilise alors des modèles de plasticité non linéaires qui se rapprochent du comportement réel des matériaux. Les charges permanentes (poids de la structure) sont multipliés par le coefficient 1.35 et les charges d exploitation par le coefficient Logiciel de calcul. Pour mon étude, j ai utilisé un simple tableau Excel qui, en fonction des dimensions de massifs, nous donnera directement la vérification des conditions de stabilité Présentation du tableau Excel. Le tableau se compose de 3 parties : - Données : Ici sont rentrées les valeurs des efforts appliqués en haut du massif (donnés par FORCLUM). L ensemble est ensuite recalculé en pied de massif selon le domaine ELS ou ELU. - Calculs : L ensemble des calculs sont ensuite réalisés étape par étape. - Résultats : La contrainte maximum du sol et les coefficients de sécurité au renversement sont calculés et comparés aux valeurs admissibles. Nous savons alors directement si le massif et stable ou non.

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