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Proceedings of the 18
th
International Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Paris 2013
statiques de surface (jusqu’à 3,6 m) sont affectées d’un facteur
r
c
sur la réaction P inférieur à 1 et croissant avec la profondeur.
Compte tenu du constat tiré de la figure 6, on impose que le
coefficient r soit égal à 1 - 4
entre 0 et 1,2 m ; 1 - 2
entre 1,2
et 2,4 m et 1 -
entre 2,4 et 3,6 m (avec
un coefficient
strictement positif tel que 1 -
soit inférieur ou égal à 1).
Par itération, nous recherchons la valeur de
qui conduit au
rapport correct entre le déplacement au 15
ème
cycle y
15
et le
déplacement du pieu sous la charge maximum y
1
(Figure 7).
La même procédure a été utilisée pour les autres cas, de
charge maximum de 960 kN, d’amplitude des cycles variant
entre 960 et 240 kN. Il est possible d’exprimer le coefficient r
en fonction du rapport d’amplitude de la variation de la charge
sur la charge DF / F, pour les couches de surfaces entre 0 et 5B
(Figure 8).
0,7
0,75
0,8
0,85
0,9
0,95
1
0,2
0,4
0,6
0,8
1
r (.)
DF / F (.)
3 B < z < 5 B
1,5 B < z < 3 B
0 < z < 1,5 B
Figure 8. Evolution du coefficient r
c
en fonction de DF / F (pour 15
cycles).
L’extrapolation des courbes de la figure 8 permet de
déterminer des expressions simples du coefficient r
c
en fonction
du rapport DF / F pour les trois couches de surfaces (Tableau 4).
Tableau 4 : Extrapolation par des droites de l’évolution du coefficient r
c
n fonction de DF / F (pour 15 cycles).
e
Profondeur z
Expression de
r
c
en fonction de DF / F
B z
5,1 0
F
DF
r
12,0 87,0
B z B
3
5,1
F
DF
r
058 ,0 94,0
B z B
5
3
F
DF
r
029 ,0 97,0
5 COMPARAISON MÉTHODE GLOBALE / MÉTHODE
LOCALE POUR LE DÉPLACEMENT EN TÊTE.
Un exemple de comparaison entre les deux méthodes est donné
sur la figure 9 pour l’essai sur un pieu dans un sable dense (I
D
=
86 %) et des cycles caractérisés par F = 960 kN et DF = 720 kN.
-2
0
2
4
6
8
10
12
-10
40
90
140
190
240
Profondeur (m)
Déplacement (mm)
Méthode locale : Pilate
Expérimental : charge cyclique
Déplacement en tête (méthode global)
Déplacement en tête (expérimentale)
Valeur prototype
P36 ; F = 960 kN ; DF = 720 kN
15 cycles
I
d
= 86 %
Abattement courbe P-y (entre 0 et 3,6 m)
Figure 9. Evolution du déplacement en fonction de la profondeur.
L’écart entre la méthode globale déduite de la relation
présentée dans le tableau 4 et la courbe expérimentale est de 2%
soit de l’ordre de grandeur de l’incertitude sur la mesure du
déplacement (l’incertitude sur le déplacement est de 0,104 mm,
l’écart entre méthode locale et expérimentale est de 0,112 mm).
6 CONCLUSION
Une nouvelle analyse de l’étude paramétrique réalisée à
l’IFSTTAR sur un pieu soumis à une charge latérale cyclique
dans un sable sec et dense (Rosquoët 2004) et complétée par la
suite (Rakotonindriana 2009, Khemakhem 2012) permet de
proposer de nouvelles méthodes de dimensionnement des pieux
sous chargement latéral cyclique. Une méthode globale, basée
sur une loi logarithmique en fonction de DF/F permet de donner
le déplacement en tête pour un nombre de cycles n donné. On
notera que l’effet des cycles sur le moment maximum, dans le
cas d’un sable sec et dense, est négligeable.
Une méthode locale basée sur l’abattement des courbes P-y
statiques a été réalisée. Des calculs itératifs ont permis de
valider la modélisation de l’effet des cycles sur le déplacement
et sur les moments par une modification des courbes P-y d’un
facteur r
c
croissant entre 0 et 5B (soit entre 0 et 3,6 m). Des
expressions simples ont été proposées permettant de déterminer
ce facteur r
c
à partir du rapport DF / F.
On note, pour finir une bonne concordance des résultats
obtenus par les deux méthodes. Toutefois si la méthode globale
est utilisable pour un très grand nombre de cycles (> 500), la
méthode locale n’est valide que pour une quinzaine de cycles et
pour des chargements cycliques non alternés.
7 REFERENCES
API - American Petroleum Institute. 2002.
Recommended Practice for
Planning, Designing and Constructing Fixed Offshore Platforms -
Working Stress Design
. RP 2AWSD, Washington, DC.
Bouafia A. 1994. Etude expérimentale du chargement latéral cyclique
répété des pieux isolés dans le sable en centrifugeuse.
Canadian
Geotechnical Journal
, Vol. 31, n°5, 740-748.
Frank R. 1999.
Calcul des fondations superficielles et profondes
.
Editions Technique de l’Ingénieur et Presse des Ponts et Chaussées.
Paris.
Garnier J. 2001.
Modèles physiques en géotechnique I-Evolution des
techniques expérimentales et des domaines d’application.
Revue
Française de Géotechnique.
N°97. 3-29.
Hettler. A. 1981. Verschiebungen starrer und elastischer
Gründungskörper in Sand bei monotoner und zyklischer Belastung.
Institut für Boden-und Felsmechanik der Universität Karlsruhe
,
Heft Nr. 90.
Khemakhem M. 2012. Etude expérimentale de la réponse aux charges
latérales monotones et cycliques d’un pieu foré dans de l’argile.
Thèse de Doctorat. Ecole Centrale de Nantes Université de Nantes
.
336 p.
Lin S.S. & Liao J.C. 1999. Permanent strains of piles in sand due to
cyclic
lateral
loads.
Journal
of
Geotechnical
and
Geoenvironemental Engineering
, Vol. 125, n°9, 798-802.
Li Z. Haigh S. K. & Bolton M. D. 2010. Centrifuge modelling of
mono-pile under cyclic lateral loads.
7th International Conference
on Physical Modelling in Geotechnics
. Zurich. Vol. 2, 965-970.
Peralta P. and Achmus M. 2010. An experimental investigation of piles
in sand subjected to lateral cyclic loads.
7th International
Conference on Physical Modelling in Geotechnics
. Zurich. Vol. 2,
985-990.
Rakotonindriana M. H. J. 2009. Comportement des pieux et des groupes
de pieux sous chargement latéral cyclique.
Thèse de doctorat. Ecole
Nationale des Ponts et Chaussées
. 381p.
Rosquoët F. 2004. Pieu sous charge latérale cyclique.
Thèse de
Doctorat. Ecole Centrale de Nantes Université de Nantes
. 305 p.
Verdure L. Levacher D. & Garnier J. 2003. Effet des cycles sur le
comportement d’un pieu isolé dans un sable dense sous chargement
latéral.
Revue Française de Génie Civil
. 7/2003. 1185-1210.
