Modélisation numérique des ouvrages de soutènement renforcés par des géosynthétiques P.LESTHER

Modélisation numérique des ouvrages de soutènement renforcés par des géosynthétiques P.LESTHER

2 Plan I. Les ouvrages de soutènement a. Définition b. Les différents types d ouvrages de soutènement c. Les ouvrages de soutènement renforcés par des géosynthétiques II. III. Méthode de dimensionnement des géosynthétiques utilisée par Texinov a. Le logiciel RESSA b. La méthodologie proposée par le logiciel c. Inconvénients de la méthode actuelle Modélisation par éléments finis a. Les étapes de la modélisation b. Les propriétés des différents éléments du modèle c. Modèle numérique de l essai d arrachement

3 I. Les ouvrages de soutènement a. Définition Ouvrage conçu pour créer un dénivelé

4 I. Les ouvrages de soutènement b. Les différents types d ouvrages de soutènement Ils se différencient entre eux par leur mode de reprise de la poussée

5 I. Les ouvrages de soutènement c. Les ouvrages de soutènement renforcés par des géosynthétiques Développement exponentiel de l utilisation des matériaux géosynthétiques comme procédé de renforcement. Avantages des géosynthétiques: Faible coût de fabrication Facilité d emploi Fonctions diverses

6 II. Méthode de dimensionnement des géosynthétiques utilisée par Texinov : a. Le logiciel RESSA Avantages : Très simple d utilisation Peu cher

7 II. Méthode de dimensionnement des géosynthétiques utilisée par Texinov b. La méthodologie proposée par le logiciel Basée sur les procédés de rupture des ouvrages de soutènement renforcés par des géosynthétiques Test de tous les cercles de rupture potentiels Deux phénomènes peuvent être à l origine de la rupture : Rupture du géosynthétique Arrachement du géosynthétique

II. Méthode de dimensionnement des géosynthétiques utilisée par Texinov : c. Inconvénients de la méthode actuelle Le comportement des géosynthétiques en ancrage est inconnu Les coefficients de sécurités sont pénalisants Deux solutions possibles: Utiliser un logiciel de dimensionnement plus complexe Continuer d utiliser un logiciel simple et modéliser l ouvrage numériquement Observer le comportement interne de l ouvrage Proposer un dimensionnement. 8

III. Modélisation par éléments finis a. Les étapes de la modélisation Logiciel utilisé : Abaqus Principales difficultés de la modélisation: Respect du comportement du géosynthétique et du sol Modéliser correctement l interface sol géosynthétique Les étapes : 1. Détermination des propriétés numériques du sol et du géosynthétique 2. Modéliser l inteface sol géosynthétique 3. Modéliser des ouvrages réels 9

10 III. Modélisation par éléments finis b. Les propriétés des différents éléments du modèle Essai d arrachement à modéliser pour valider les deux premières étapes

11 III. Modélisation par éléments finis b. Les propriétés des différents éléments du modèle Le modèle géométrique :

12 III. Modélisation par éléments finis b. Les propriétés des différents éléments du modèle Propriétés du sable : Masse volumique Ρ=1580 kg.m^-3 Module d Young E=50 MPa Coefficient de poisson Angle de frottement Angle de dilatance cohésion ν=0.3 ɸ=36 ψ=15 c=1 kpa

13 III. Modélisation numérique b. Les propriétés des différents éléments du modèle Propriétés du géosynthétique : Essai de traction sur un échantillon 100*50 cm de NOTEX GX Masse volumique Module d young Coefficient de poisson Ρ=133 kg.m^-3 -> p= 0 kg.m^-3 E=1 MPa ν=0.4

14 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Conditions aux limites et charges : 30 kpa

15 III. Modélisation numérique c. Modèle numérique de l essai d arrachement Répartition des contraintes normales au sein du modèle : Théoriquement : Numériquement :

16 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Vitesse de traction du géosynthétique : Résultat expérimental : Résultat numérique

III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Les interfaces : Deux types d interfaces : Sol- géosynthétique : modèle du frottement de Coulomb. τ τcrit Eslip x Sol-sol : les nœuds de la partie supérieure sont liés à ceux de la partie inférieure 17

18 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Les résultats : Force de traction en tête du géosynthétique en fonction du déplacement en tête -21kN -27,5 kn

19 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Propriétés initiales : Masse volumique Ρ=1580 kg.m^-3 Module Coefficient Angle de Angle de cohésion d Young de poisson frottement dilatance E=50 MPa ν=0.3 ɸ=36 ψ=15 c=1 kpa Masse volumique Module d young Coefficient de poisson Ρ=133 kg.m^-3 -> p= 0 kg.m^-3 E=1 MPa ν=0.4 Coefficient de frottement τmax Eslip 0.4 21 kpa 0.17 m Masse volumique Ρ=1400 kg.m^-3 Propriétés finales : Module d Young Coefficient de poisson Angle de frottement Angle de dilatance cohésion E=50 MPa ν=0.3 ɸ=36 ψ=15 c=1 kpa Masse volumique Module d young Coefficient de poisson Ρ=133 kg.m^-3 -> p= 0 kg.m^-3 Coefficient de frottement E=1 MPa ν=0.4 τmax Eslip 0.3 21 kpa 0.17 m

20 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Nouveaux résultats : Force de traction en tête du géosynthétique en fonction du déplacement en tête -21kN -21kN

21 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Limites : L armature se comporte comme une armature métallique -0,0135m

22 III. Modélisation par éléments finis c. Modèle numérique de l essai d arrachement Solution proposée : Réduction du module d Young de l armature 1MPa ->35000 Pa -0,0135m

23 Conclusion : Les avantages du modèle : L interface sol géosynthétique La force en tête en fonction du déplacement en tête est correcte Il n y a pas de butée sur la paroi avant Les limites : L armature se comporte comme une armature métallique