Description
Ce modèle simplifie la structure porteuse d’un réservoir souterrain de 3 mètres de diamètre, composé de deux chambres de 8 mètres de long, reliées au milieu par une salle de révision et d’installation. Un puits permet d’y accéder depuis la surface, à deux mètres au-dessus.
Le réservoir est constitué de plastique renforcé de fibres de verre et en sections en acier inoxydable. Ces matériaux ont été modélisés à l’aide d’un comportement de matériau orthotrope plastique et isotrope plastique respectivement.
Fondation
Pour les fondations, des ressorts de surface constants ont été supposés de manière simplifiée sur la moitié supérieure et inférieure du réservoir. Le calcul a été effectué selon la méthode modifiée du module de fondation à deux paramètres selon Pasternak. La profondeur d’influence a été déterminée à 2,4 mètres. Sur la face supérieur, l’épaisseur a été fixée en fonction du recouvrement de sol (2 mètres). En outre, une réduction de 50 % de la rigidité du ressort a été appliquée ici. Cela est dû aux influences d’un appui perturbé par la proximité de la surface du sol ainsi qu’à une densification supposée incomplète lors de l’installation. L’image suivante montre la représentation des coefficients de lit élastique en direction z, ainsi que la boîte de dialogue d’entrée correspondante des paramètres de fondation appliqués à la moitié inférieure.
Pour en savoir plus sur la modélisation des interactions sol-structure, consultez l’entrée de manuel ci-dessous.
Pression du sol
La pression de la terre agissant sur le réservoir découle du poids spécifique du sol environnant et augmente avec la profondeur. La distribution peut être supposée linéaire, commençant sans charge à la surface du sol. L’application s’est produite dans les trois directions principales globales sur les parois extérieures du réservoir. L’image suivante illustre l’application de la charge du poids propre du sol.
Remplissage
Les deux chambres du réservoir ont été remplies indépendamment avec la pression hydrostatique résultant du remplissage par un liquide. Celle-ci résulte du poids spécifique du liquide et de la hauteur de remplissage, augmente linéairement avec la profondeur et agit perpendiculairement sur la paroi du réservoir.
Pour en savoir plus sur la pression hydrostatique sur les structures de réservoir, consultez l’article technique suivant :
Flottabilité
Flottabilité due à l’eau souterraine
Dans ce cas, nous supposons le réservoir est parfois immergé jusqu’à moitié dans l’eau souterraine. La charge totale de flottabilité résulte, selon le principe d’Archimède, de la masse de l’eau déplacée. Son effet est opposé à celui de la pesanteur. La force résultante agit donc sur notre modèle en direction z négative. De plus, une distribution de charge sur la surface projetée a lieu ici, et une charge croissante linéairement en Z est supposée. Cela devrait, par souci de sécurité, conduire à une surestimation de la charge et à une ovalisation augmentée du réservoir. La formule ci-dessous montre la charge surfacique déterminée pour ces hypothèses sous distribution constante. L’entrée est présentée dans l’image ci-dessous.
Modification de la pression de la terre en raison de l’eau souterraine
Avec le changement temporaire de la nappe phréatique, la charge issue du sol adjacent change également. La formule suivante montre le calcul de ce changement. L’image suivante montre la distribution de charge associée et les composantes du changement sur la profondeur.
Optimisation
L’illustration ci-dessous montre les paramètres d’optimisation ainsi que les dimensions paramétrées de la structure porteuse sélectionnées pour l’optimisation. Cliquer sur le « OK & tout calculer » permet de calculer les mutations d’optimisation.
Remarques finales
Interaction sol-structure
Pour une représentation réaliste de l'interaction entre la structure et le sol environnant, le sol doit être considéré comme un solide 3D et un comportement non-linéaire du matériau doit être supposé. Pour en savoir plus, consultez le manuel du module complémentaire Analyse géotechnique :
- Manuels en ligne RFEM 6 | Analyse géotechnique | Matériaux du type Sol
- Manuels en ligne RFEM 6 | Analyse géotechnique | Modèle de sol | 3D | Méthode des éléments finis
Stabilité / Flambement
L’application d'imperfections et la vérification de la stabilité ont été omises dans cet article. La vérification via la méthode GMNIA serait cependant possible sans problème ici en raison des matériaux non linéaires déjà appliqués. D'autres informations à ce sujet sont disponibles dans l'article technique et le webinaire suivants :