ASPECTS GEOTECHNIQUES EUROCODE 8 - Partie 5. Alain Pecker

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1 ASPECTS GEOTECHNIQUES EUROCODE 8 - Partie 5 Alain Pecker Eurocode 8 : Aspects géotechniques CFMS 4 Octobre 2006

2 EUROCODE 8 PARTIE 5 Fondations Ouvrages de soutènement Aspects géotechniques En raison de la combinaison des incertitudes dans les actions sismiques et des propriétés des sols, il se peut que la partie 5 ne couvre pas en détails toute situation possible de calcul et son bon usage peut exiger un jugement et une expérience ingénierie spécialisée.

3 CHAMP D APPLICATION (1)P La présente partie de l Eurocode 8 établit les prescriptions, critères res et règles r relatifs au choix du site et au sol de fondation en relation avec la résistance r sismique des structures. Elle traite du dimensionnement de différents systèmes de fondation,, du dimensionnement d ouvrages de soutènement des terres ainsi que de l interaction sol- structure sous l effet l des actions sismiques. En tant que telle, elle complète l Eurocode 7 qui ne traite pas des prescriptions particulières res du dimensionnement parasismique.

4 CHAMP D APPLICATION (2)P Les dispositions de la partie 5 s appliquent s aux bâtiments (EN ), 1), aux ponts (EN ), aux tours, mâts et cheminées es (EN ), aux silos, réservoirs r et canalisations (1998-4). (3)P Lorsque des prescriptions de dimensionnement particulières res aux fondations de certains types de structures sont nécessaires, n il y a lieu de se reporter aux parties qui les concernent dans l Eurocode 8.

5 FORMAT GENERAL Texte principal (24 pages) Six annexes : A : coefficient d'amplification topographique (I) B : Liquéfaction (N) C : Raideur des pieux (I) D : Interaction sol structure (I) E : Soutènements (N) F : Capacité portante des fondations superficielles (I) Annexe Nationale (N) : normatif (I) : informatif

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7 Pour répondre à l enquête: Aller sur site de l AFNOR ( Cliquer sur l onglet «avant projet de normes à l enquête probatoire»,, puis sur «Construction» Rechercher dans la liste la norme concernée et cliquer sur le lien à droite «commenter et s informer» Si vous n avez pas de mot de passe cliquer sur «création de votre login/mot de passe» Le mot de passe vous sera attribué par AFNOR et vous pourrez alors accéder au vote

8 Paramètres Nationaux : Annexes A, C, D et F Coefficients de sécurité partiels sur matériaux Coefficient de sécurité vis à vis de la liquéfaction Réduction du mouvement sismique avec la profondeur Ce que définit la règle : Règles de bonne conception (P) Méthodes de calcul Critères de vérification (P) Dispositions constructives (P) (P) : principe intangible

9 CARACTERISTIQUES MECANIQUES Paramètres fondamentaux Célérité des ondes S (ou module G) Amortissement matériel Dépendance sur le niveau de déformation Résistance au cisaillement Non drainée C u Cyclique non drainée τ cy cy,u Coefficient de sécurité partiel γ m C u, τ cy,u, tg(φ') 1.4, 1.25, 1.25

10 Classe Description Paramètres A Rocher Au plus 5m d'alluvions V S,30 (m/s) > 800 N (SPT) - C u (kpa) - B C D E S 1 Sable très dense, gravier, argile raide; h>10m Sable dense, moyennent dense; argile raide; h= m Sable lâche, moyennent dense; argile ferme à molle Alluvions C ou D, h=5 20 m Surmontant rocher (A) Couches contenant strates h>10m Argile molle (IP > 40), w élevée < 180 < 100 (indicatif) > < 15 - > < S 2 Sites liquéfiables; tout autre type de site non référencé ci dessus

11 DEFINITION DE V S h 1 V 1 t N N hi = ti = = V i= 1 i= 1 i H V h 2 h i V 2 V i N i 30 S,30 N i= 1 H = h = m V H = h V i=1 i i

12 αs Amortissement V S / V Smax G / G max (±0.07) 0.80 (±0.10) (±0.15) 0.50 (±0.20) (±0.15) 0.36 (±0.20) V smax 360m/s

13 LIQUEFACTION Vérification en champ libre, conditions prévalant pendant durée de vie ouvrage (nappe) Méthode de Seed Idriss pour évaluation de demande sismique Evaluation de la résistance à partir d'essais SPT (annexe) ou CPT; corrections précisées (σ'( v, E R ) FS : 1.25 (autrement traitement) Pas de nécessité de vérification : αs S < 0.15 ET soit Pas de nécessité de vérification : % argile > 20% et IP > 10% % silt > 35% et N 1 > 20 Sable propre et N 1 > 30

14 STABILITE PENTES Etat limite ultime : déplacement inacceptable Etude requise pour toute structure au voisinage pente (sauf importance I) Action sismique doit prendre en compte coefficient d'amplification topographique 1.2 à 1.4 S T Analyse pseudo statique avec : F = 0.5 α SW, F = 0.33à0.50F Valable uniquement si perte de résistance r négligeable H V H

15 EXIGENCE DU CODE S R d d S d strength parameters γ ( γ. actions) 1 R, geometry F γ Rd γ : Load factor = 1.0 F d γ m Material factor 1.4 on c, 1.25 on tan( Φ) : u m γ Rd : Model factor

16 FONDATIONS (I) Assurer le transfert des forces au sol sans déformation significative Système de fondation homogène (sauf entités indépendantes) Actions sur fondations Dimensionnement en capacité pour structure dissipative (sur-résistance) résistance) Résultats de l'analyse pour autres structures

17 FONDATIONS (II) Transfert des efforts au sol : Frottement sur base F H1 Frottement sur faces latérales F H2 Butée Butée F B F F H1 + F H F B Fondations superficielles Glissement sur base (autorisé sous certaines conditions) Capacité portante (annexe) Nécessité longrinage

18 EXIGENCE DU CODE S R d d S d strength parameters γ ( γ. actions) 1 R, geometry F γ Rd γ : Load factor = 1.0 F d γ m Material factor 1.4 on c, 1.25 on tan( Φ) : u m γ Rd : Model factor

19 FORMULATION ( ) c c c' c ( ) ( β ) ( ) ( γ ) T T M M 1 ef V 1 f F M b d a k' k' k c k N 1 mf N ( N) 1 mf N N RD N= γ N max sd V RD V= γ N max sd γ Msd M= RD B N max F γ RD ρab C γ RD a gtanφ u =

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21 EC8 : VALEURS γ Rd PROPOSEES Medium to dense sand Loose dry sand Loose saturated sand Non sensitive clay Sensitive clay

22 Pieux FONDATIONS (III) Vérifications doivent prendre en compte : Interaction inertielle Interaction cinématique : obligatoire pour sol D, S 1, S 2 a g S > 0.1 Catégorie de structure I ou II Dispositions constructives: Pieux inclinés déconseillés Possibilité de rotule plastique à la liaison avec radier

23 INTERACTION SOL - STRUCTURE Obligatoire Structure sensible aux effets P-δP Structures massives ou sur fondations profondes Structures élancées Structure sur sol mou (V smax < 100 m/s) Annexe

24 OUVRAGES DE SOUTENEMENT (I) Déplacements permanents (glissement et rotation) peuvent être admissibles Matériau de remblai soigneusement compacté Système de drainage doivent conserver leur fonctionnalité Sécurité vis à vis liquéfaction impérative (FS>2)

25 OUVRAGES DE SOUTENEMENT (II) Méthode de calcul pseudo-statique statique k h = αs/r S/r k v = ± 0.33 à 0.50 k h r dépend de l'amplitude de déplacement tolérée; peut être calculé pour H > 10m (annexe) Annexe très détaillée pour calcul des coefficients de poussée (Mononobe et Okabe); prise en compte des effets hydrodynamiques

26 Type d'ouvrage r Mur poids avec da d = 300αS S (mm) Mur poids avec da d = 200αS S (mm) Mur cantilever, mur ancrés ou butonnés, murs sur pieux verticaux, infrastructure et culées de pont

27 1 E = γ (1 m k ) K H + E + E 2 * 2 d v ws wd K : coefficient de poussée (Mononobe et Okabe) E ws : poussée hydrostatique E wd : poussée hydrodynamique Sol sec : γ * = γ, Ε wd =0, tg(θ)=k h /(1±k v ) Sol saturé perméable : γ * = γ γ w, Ε wd 0, tg(θ)=(γ d / γ') k h /(1±k v ) Sol saturé imperméable : γ * = γ γ w, Ε wd =0, tg(θ)=(γ/ γ') k h /(1±k v )

28 OUVRAGES DE SOUTENEMENT (III) Vérification stabilité générale (glissement, capacité portante) Ancrages : Reprise des efforts et accommodation des déplacements du sol Allongement par rapport situation statique L = L S (1+1.5αS)