Introduction à l Eurocode 8 partie V

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1 Introduction à l Eurocode 8 partie V Page 1/26

2 Composition Eurocode 8 partie V choix du site et des sols de fondation reconnaissance et études géotechniques systèmes de fondation Fondations superficielles Fondations profondes interaction sol-structure ouvrages de soutènement des terres Page 2/26

3 Rappel Eurocode 8 partie 1 ( 3.2.) accélération maximale de référence au niveau du sol de type rocheux a gr (donnée par arrêtés en fonction du zonage et type de construction : bâtiment, ouvrage d art, etc ), varie entre 0,7 et 1,6 m/s² en métropole, 3 m/s² dans les Antilles; coefficient d importance γ I en fonction de l ouvrage (arrêtés), varie entre 0,8 et 1,4 ; coefficient de site : S en fonction de la classe de sol (A, B, C, D, S1 ou S2) définie par V s,30, et zone de sismicité, varie entre 1 et 1,8, α = a gr x γ I /g d oùα S varie entre 0,057 et 0,6. Page 3/26

4 Rappel Eurocode 8 partie 1 ( 3.2.) Classe de sol A B C D E Description Rocher (couche superficielle <5m) Dépôts sables, graviers, argiles surconsolidées ( carac. profondeur) Dépôts profonds, sables densité moyenne, argile moyennement raide Dépôts de sol sans cohésion de densité faible ou sols cohérents mous Sol C ou D (épaisseur 5 à 20 m) sur rocher V s,30 (m/s) > <180 N SPT (coups/ 30cm) > <15 C u (kpa) > <70 S 1 Couche contenant strates > 10 m argiles molles/vases (IP>40) et w élevée < S 2 Sols liquéfiables, argiles sensibles Page 4/26

5 Choix du site et des sols de fondation Proximité de failles actives ( 4.1.1) Page 5/26

6 Choix du site et des sols de fondation Stabilité des pentes ( 4.1.2) Karl V. Steinbrugge Collection, Earthquake Engineering Research Center Page 6/26

7 Choix du site de fondation stabilité des pentes méthodes d analyse aux éléments finis, bloc rigide, pseudo-statiques; coefficients d inertie pour les méthodes d analyse pseudo-statiques à utiliser si topo et stratigraphie régulières (E.L.U), avec W = poids de la masse en mouvement : F H = 0,5 α S W, F V = ± 0,5 F H (a vg /a g < 0,6 soit zone 1 à 4) ou F V = ± 0,5 F H (a vg /a g > 0,6 soit zone 5) ; déplacements permanents à l E.L.S. : méthode de bloc rigide; pas de méthodes pseudo-statiques si possibilité pressions interstitielles (sables lâches) ou dégradation rigidité (argiles molles) ; coefficient topographique 1,2 à 1,4 <= S T Page 7/26

8 Choix du site et des sols de fondation Liquéfaction ( 4.1.3) : «diminution de la résistance et/ou raideur due à l augmentation de la pression interstitielle [ ] susceptible de produire des déformations permanentes significatives» Karl V. Steinbrugge Collection, Earthquake Engineering Research Center Page 8/26

9 Choix du site et des sols de fondation Liquéfaction ( 4.1.3) : Si sols potentiellement liquéfiables (ex: sables lâches sous nappe à faible profondeur), reconnaissances minimales exigées (SPT, ou CPT), Plus de critères granulométriques comme dans les règles AFPS 90, Le phénomène peut être négligé pour certains sols (ex : sables avec plus de 20 % de teneur en argile lp>10 et zone peu sismique : αs<0,15) Page 9/26

10 Choix du site et des sols de fondation Liquéfaction ( 4.1.3) : Abaque empirique (annexe B normative) de corrélations expérimentales entre mesures SPT in-situ et contraintes de cisaillement cyclique ayant causées la rupture (τ R ), Possibilité d utiliser corrélations avec CPT et Vitesse des ondes de cisaillement Vs (non fournies), Expression de la contrainte de cisaillement sismique (Seed & Idriss) : τ e = 0,65 α S σ v0 τ R / τ e 1,25 coefficient de magnitude fournis (CM) annexe B. Page 10/26

11 Sols liquéfiables dispositions constructives amélioration des sols (ex : compactage dynamique, drainage pour réduire l excès de pression interstitielle en cours de séismes, substitution), report des charges sur des couches non sensibles au phénomène de liquéfaction Karl V. Steinbrugge Collection, Earthquake Engineering Research Center Page 11/26

12 Tassements excessifs Densification des sols sous actions cycliques ( 4.1.4) : attention attirée sur la sensibilité de certains sols (sables lâches, argiles molles) à développer une densification importante sous séismes pouvant entraîner des tassements excessifs. Page 12/26

13 Reconnaissance et études géotechniques critères de l Eurocode 7 mais CPT (ou CPTu) imposés, reconnaissances spécifiques : détermination du type de sol pour le calcul du mouvement sismique de calcul (profil V s le plus pertinent, par corrélations), structures importantes, forte sismicité (classe D, S1, et S2), profil Vs par géophysique de forage, propriétés dynamiques des sols (G=ρV s ²) en fonction du niveau de déformation (sauf pour S1 ou S2). αs 0,1 0,2 0,3 Amortissement interne 0,03 0,06 0,1 V s /V smax 0,90 (±0,07) 0,70 (±0,15) 0,60 (±0,15) G/G max 0,80 (±0,10) 0,50 (±0,20) 0,36 (±0,20) Page 13/26

14 Fondations superficielles E.L.U. de rupture par glissement : V sd < F Rd + E pd F Rd =N Ed tanδ γ M =N Ed tanδ 1,2 E pd (butée frontale) prise en compte sous certaines conditions (et avec 30 % maximum butée mobilisable) V sd E pd N Ed F lat F Rd Page 14/26

15 Fondations superficielles E.L.U. de rupture par poinçonnement du sol de fondation : prise en compte de l inclinaison, et de l excentricité des charges ainsi que des efforts inertiels dans le sol, prise en compte des mécanismes possibles de dégradation de la résistance et de la raideur des sols. Dispositions constructives de liaison horizontale entre fondations (longrines, dallages, radiers) Page 15/26

16 Fondations superficielles E.L.U. de rupture par poinçonnement du sol de fondation (annexe F informative) _ CT CT _ CM ' CM ( 1 ef) (βv) (1 f F) (γm) _ + _ 1 0 a _ k' k' _ b c _ k' k' d (N) [(1 mf ) N] (N) [(1 mf ) N] N Ed V Ed M Ed Page 16/26

17 Fondations profondes 1. Forces d inerties en provenance de la superstructure ( ) Kobe geotehnical Collection, Earthquake Engineering Research Center Kobe geotehnical Collection, Earthquake Engineering Research Center résistance couches liquéfiables négligées Kobe geotehnical Collection, Earthquake Engineering Research Center Page 17/26

18 Fondations profondes 2. Forces cinématiques résultant de la déformation du sol due au passage des ondes sismiques ( 5.4.2), calculées pour classe D, S1 ou S2 avec couches présentant un contraste de rigidité, αs > 0,1g et structure d importance III ou IV Karl V. Steinbrugge Collection, Earthquake Engineering Research Center Kobe geotehnical Collection, Earthquake Engineering Research Center Page 18/26

19 Fondations profondes Dispositions constructives : Pieux inclinés pour la reprise d efforts horizontaux non recommandés, à défaut vérification en flexion ( 5.4.2) Position du sol après tassement dû au séisme Charge supportée en flexion par le pieu après séisme (plus effet de voûte) Page 19/26

20 Interaction sol-structure les effets de l interaction sol-structure doivent être évalués : sur les pieux (cf fondation profondes), sur les piles de pont, structures supportées par des sols mous (V s,max < 100 m/s). l annexe D (informative) donne des indications sur les effets de l interaction sol-structure : différence de comportement d une structure fondée sur terrain déformable (appuis flexibles) et sur terrain rigide (base fixe), l annexe C donne des expressions de rigidité statique en tête de pieu Page 20/26

21 Ouvrages de soutènement des terres Méthodes pseudo-statiques : coin de sol derrière la structure en état limite actif (déplacement nécessitant une structure flexible), et éventuellement masse de sol en équilibre limite passif devant l ouvrage, actions sismiques représentées par un ensemble de forces statiques horizontales et verticales égales au produit des forces de gravité par un coefficient sismique. Page 21/26

22 Ouvrages de soutènement des terres Méthodes pseudo-statiques : β k h γ* Surface de rupture E d H k h γ δ (1±k v )γ* ψ (1±k v )γ Page 22/26

23 Ouvrages de soutènement des terres Expression des coefficients sismiques (H <=10 m) EC8-partie 5 AFPS 90 PS 92 k k k h v v S = α r = ± 0,5 k h = ± 0,33k si a h vg / a g > 0,6 dans autres cas σ σ h à σ v a = 0,4 τ g h = 0,4σ h N a =1,3τ g N σ h à σ σ v a = 0,5τ g h = a τ g = 0,5σ N h N Page 23/26

24 Ouvrages de soutènement des terres Expression des coefficients sismiques (H <=10 m) Type d ouvrage r (EC8-5) AFPS90* PS 92* Murs poids libre pouvant accepter un déplacement dr < 300 α (mm) Murs poids dr < 200 α (mm) 1,5 Murs B.A. soumis à la flexion Murs ancrés ou contreventés Murs en BA fondés sur pieux Murs d infrastructures encastrés et culées de pont 1 0, r = accélération provoquant dépl. max / accélération correspondant EL * Équivalent car la formulation est différente et la dépendance au catégorie de sol également Page 24/26

25 Ouvrages de soutènement des terres Déplacements rémanents du mur glissant sur sa base en fonction du rapport de l'accélération au sol sur l'accélération critique (Richards & Elms, 1979) d /(amax/g) mm Bonnes caractéristiques Caractéristiques moyennes Caractéristiques médiocres a max / a crit_gliss Page 25/26

26 Ouvrages de soutènement des terres Annexe E (normative) : formulation de la poussée des terres sous séismes, Mononobe-Okabe 1 E d = γ*(1± k v)kh² + E ws + E 2 wd E ws : poussée statique de l eau E wd : poussée hydrodynamique γ* : poids volumique du sol K : coefficient de poussée des terres (statique+dynamique) H 1 2 γ*(1± k E wd E ws v )KH² Page 26/26