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Technical Committee 209 /
Comité technique 209
de représenter fidèlement les cycles (les structures concernées
subissent 1000 à 5000 cycles), ce qui nécessiterait des temps de
calculs importants et des outils complexes.
La modélisation proposée ici applique un effort vertical
représentatif du poids de la structure, et un effort horizontal « à
la rupture », c’est-à-dire saturant les contraintes de cisaillement
à l’interface sol fondation.
La figure 3 présente un modèle type de calcul.
Figure 3 : Modèle de calcul
Ce calcul permet de déterminer l’étendue des zones
sollicitées sous la fondation et les contraintes de cisaillement
appliquées au sol de fondation.
A partir de ce calcul, on détermine le taux de cisaillement
moyen (
à différentes profondeurs sous la fondation (en
général de 0 à B, où B est la largeur de la fondation).
4.1.2
Dégradation cyclique
La dégradation cyclique est déterminée à partir d’essais de
laboratoire cycliques, qui permettent d’obtenir des enveloppes
de dégradation en fonction du nombre de cycles.
Figure 4 : Dégradation cyclique (Argile de Drammen, OCR=1,
d’après Andersen 2004)
On lit sur l’axe horizontal le rapport
/s
u
et sur l’axe
vertical le ratio
cy
/s
u
. Le nombre de cycles correspond aux
différentes courbes sur l’abaque.
Les notations suivantes sont utilisées :
τ
0
= cisaillement moyen sans cycles
τ
cy
= cisaillement dégradé, après N cycles
s
u
= résistance au cisaillement moyen
4.1.3
Vérification de la stabilité après dégradation cyclique
Le calcul présenté en 4.1.1 peut être repris en modifiant les
valeurs de Su pour tenir compte de la dégradation cyclique.
Le coefficient de sécurité obtenu est alors représentatif de la
stabilité de la fondation après un grand nombre de cycles.
4.2
Calculs des tassements
L’évaluation des tassements (élastique, consolidation, fluage)
est nécessaire. Le cisaillement cyclique (environ 2000 cycles
sur la durée de vie de l’ouvrage) est source de tassements
additionnels, qui sont dus aux déplacements répétés de la
fondation. Les tassements additionnels suivants sont
considérés :
Tassements induits par le chargement cyclique de
l’argile profonde (données de triaxiaux DSS publiées),
Dégradation de la couche en contact avec la fondation
du fait du glissement répété,
Erosion par les bords de la fondation (cause potentielle
de réduction de la surface effective sous la fondation).
4.2.1
Tassements élastiques, consolidation, fluage
Les tassements élastiques de consolidation et de fluage peuvent
être déterminés à partir des méthodes usuelles analytiques, ou à
partir du modèle éléments finis décrit plus haut (avec des
modèles de type Soft Soil pour Plaxis).
4.2.2
Réduction cyclique du module d’élasticité
Pour les tassements cycliques, il faudra tenir compte :
Des déformations dues aux cycles ;
Du développement de surpressions interstitielles dû aux
cycles.
Dans les deux cas, on utilisera les résultats des calculs
décrits plus haut, et les enveloppes obtenues par essais de
laboratoire.
Les notations suivantes sont utilisées (différentes de celles
du chapitre précédent) :
τ
av
= cisaillement moyen sans efforts horizontaux
τ
cy
= cisaillement moyen avec efforts horizontaux
s
u
= résistance au cisaillement moyen
La figure 5 présente des résultats types pour la
détermination des déformations (
) dues au cisaillement
cyclique.
Figure 5 : Déformations moyennes de cisaillement cyclique (Argile
de Drammen, OCR=1, d’après Andersen 2004)
La déformation ci-dessus est multipliée par l’épaisseur de la
couche concernée pour obtenir le tassement supplémentaire.
La figure 6 présente l’augmentation de pression interstitielle
en fonction du nombre de cycles.
La déformation supplémentaire est alors obtenue par :
= (
u /
’
v
)*
’
v
/ M
Avec
u /
’
v :
lu sur la figure 6
’ : contrainte effective verticale
v
M : module de déformation
