Paramètres de rigidité des modèles de matériau de sol

Introduction

Le sol affiche un comportement de matériau extrêmement non linéaire. La dépendance aux contraintes de la rigidité du sol est l'une de ses propriétés importantes. Le modèle de matériau du sol élastique non linéaire est approprié pour représenter cette rigidité dépendante des contraintes.

Une fois que le type de matériau « Sol » est défini dans le logiciel et que le modèle de matériau élastique non linéaire « Isotrope | Sol | Non linéaire élastique (solides) » est sélectionné, un onglet de saisie spécifique est disponible (Figure 1).

Rigidité 

L'onglet ci-dessus (Figure 1) fournit une représentation schématique de la relation contrainte-déformation du sol dans le graphique de la boîte de dialogue. La dépendance des contraintes utilisée est exprimée pour le module œdométrique avec l'équation suivante, selon [1]. Cela correspond à l'approche utilisée dans le modèle de durcissement du sol.

Les résistances au cisaillement (φ et c, voir 1 sur la Figure 1) peuvent être extraites directement du rapport géotechnique du projet correspondant. De plus, les paramètres suivants (voir 2 sur la Figure 1) sont requis.

• E_oed,ref - valeur de référence du module tangent oedométrique
• p_ref - contrainte de référence
• m - exposant pour la dépendance de contrainte

La dépendance des contraintes est contrôlée par l'exposant m, qui peut être mesuré à la fois dans le test de l'œdomètre et dans le test triaxial. Les valeurs typiques pour le sable sont m = 0,5 et pour l'argile m = 1,0. La valeur de référence de la rigidité de chargement initiale du modèle E_oed,ref peut être déduite des modules de contrainte du rapport géotechnique à l'aide de p_ref et m.

Détermination des paramètres E_oed,ref, p_ref & m

La détermination des paramètres du modèle de matériau est expliquée dans la cette section de la boîte de dialogue, à l'aide d'un exemple. L'analyse du sous-sol de cet exemple montre les couches de sol suivantes.

Le calcul est effectué selon les étapes suivantes :

• 1. Détermination des contraintes disponibles à l'état initial

Sur la base propriétés des couches du sol et des hauteurs des couches, la pression de surcharge efficace σ_v' peut être déterminée pour la profondeur correspondante.

• 2. Rigidité du sol selon le rapport géotechnique

Le profil de rigidité du sol le long de la profondeur est donné dans le rapport géotechnique.

• 3. Rigidité calculée par la formule du modèle de matériau

Les paramètres du modèle de matériau sont définis de sorte que le profil de rigidité résultant du modèle de matériau corresponde bien à celui de l'expertise.

Les contraintes et les rigidités affichées dans le tableau de la Figure 3 sont les résultats de l'exemple actuel.

Résultat

La Figure 4 montre la distribution de la rigidité œdométrique sur la profondeur à l'état de contrainte initiale, telle qu'elle résulte de la formule du modèle de matériau et telle qu'elle est utilisée dans l'analyse aux éléments finis. Le profil de rigidité du rapport géotechnique est affiché à titre comparatif.

Il devient clair que les valeurs de rigidité E_oed appliquées représentent le profil de rigidité du rapport géotechnique de manière appropriée.