ETUDE DU COMPORTEMENT DES SOUTENEMENTS EN SOL CLOUE

ETUDE DU COMPORTEMENT DES SOUTENEMENTS EN SOL CLOUE

Le comportement des ouvrages en sol renforcé est complexe et dépend de plusieurs paramètres dont l’effet est souvent difficile à modéliser. En particulier, il ne nous est pas possible, du fait du programme de calcul utilisé, de modéliser la mise en place du renforcement, son effet sur l’état des contraintes dans le sol au voisinage de l’armature et sur le comportement global de l’ouvrage. De plus, comme on l’a noté plus haut, la modélisation bidimensionnelle adoptée peut conduire à des écarts entre la théorie et l’ex­ périence. La loi de comportement prise en compte pour le sol ne permet pas de tenir compte des déformations différées qui peuvent intervenir dans le cas des sols fins. La modélisation d’interface sol-renforcement par le cri­ tère de plasticité orienté où l’adhérence parfaite ne permettent pas de dé­ crire correctement l’interaction tridimensionnelle entre le sol et l’inclu­ sion et de tenir compte de phénomènes fondamentaux tels que la dilatance et la rotation des axes principaux. Ces difficultés nous ont conduit vers une étude de l’effet de divers paramètres et notamment de l’inclinaison des renforcements et leur rigidité sur le comportement d’un modèle théorique de mur en sol renforcé. Ces modèles théoriques sont bien sûr schématiques, ils sont constitués d’un mur en Terre Armée et d’un soutènement par clouage, où les armatures sont installées au cours de la construction sans que la mise en place de l’inclusion modifie l’état de contrainte dans le sol, l’état de contrainte initial est défini par le coefficient K et l’interface sol-renforcement est simulée par l’hy­ pothèse d’une adhérence parfaite ou d’un critère de plasticité orienté.

MODELISATION NUMERIQUE

L’effet des différents paramètres sur le comportement et en particu­ lier sur les aspects les plus importants pour le dimensionnement des ouvrages (lieu des tractions maximales, valeurs des tractions maximales, mobilisation de l’effort de cisaillement dans les renforcements, etc.) a été comparé avec les résultats d’expérimentations sur modèles réduits de Terre Armée et de clouage réalisés au cours de ces dernières années au CERMES. Afin de faire une étude analytique sur les principales différences qui séparent les deux techniques du clouage et de la Terre Armée ainsi que leur influence sur le comportement, nous avons mis au point un programme bidimensionnel de calcul en éléments finis « CLUTER » dérivé du programme « PAREF » édité par M. HUMBERT à la section des modèles numériques du LCPC. Le programme de calcul « CLUTER », actuellement en service au Centre de Calcul de 1’ENPC, est capable de tenir compte des trois différences es­ sentielles du clouage et de la Terre Armée, c’est-à-dire : la méthode de construction, la rigidité et l’inclinaison des renforcements. Les carac­ téristiques générales de modélisation sont les suivantes :

Il existe deux options pour modéliser le contact sol-renforcement. La première option consiste à considérer un contact parfait entre le sol et les renforcements, c’est-à-dire la continuité des déplacements. Deuxième­ ment , on peut modéliser le contact avec deux couches de sol à critère de plas­ ticité orienté en considérant la discontinuité des déplacements entre les noeuds des éléments du sol et les noeuds modélisant les renforcements. Pour assurer la continuité des déplacements dans le massif du sol ren­ forcé, on introduit des éléments de continuité (égalité des déplacements) entre les noeuds des éléments du sol autour de chaque armature. Les extrémités des renforcements dans le sol sont modélisées par des pointa doubles qui assurent la discontinuité entre les éléments du sol et le renforcement. Cette modélisation empêche l’apparition de tractions aux extrémités des armatures. Cette traction n’existe pas bien sur dans la réalité car cette extrémité est libre pour les murs classiques en Terre Armée et le clouage.