Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE 1: Synthèse bibliographique
1-1 Généralités, définition, historique
1-2 Domaine d’application
1-2-1 Ouvrages
1-2-2 Conditions géotechniques du sol
1-2-3 Sols naturels
1-2-4 Sols anthropiques
1-2-5 Couche d’ancrage
1-2-6 Ballast
1-2-7 Utilisation en zone sismique
1-2-8 Limites d’utilisation sous structures sensibles aux déformations
1-3 Les procédés d’exécution
1-4 Données réglementaires (DTU 13.2)
1-4-1 Essais d’information
1-4-2 Essais de contrôles
1-4-3 Contraintes de calcul à l’ELS
1-5 Mécanismes de comportement
1-5-1 Disposition des colonnes et mécanismes de ruptures
1-5-1-1 Principes généraux de fonctionnement
1-5-1-2 Colonne isolée
1-5-1-3 Réseaux de colonnes ballastées et principes de la cellule unité
1-5-1-4 Facteur de substitution du sol Ar et rapport de surface As
1-5-1-5 Essais pour la détermination de l’amélioration
1-5-2 Facteurs permettant de qualifier et quantifier l’amélioration
1-5-2-1 Facteur de concentration des contraintes η
1-5-2-2 Facteurs de réduction des tassements β
1-6 Conclusion
CHAPITRE 2: Comportement des sols traités par colonnes ballastées
2-1 Introduction
2-2 Fondement du comportement des sols
2-2-1 Les principaux paramètres qui conditionnent le comportement d’un sol
2-2-2 Equation fondamentale pour sols poreux
2-2-3 Lois de comportement utilisées par la Méthode des Eléments finis pour modélise les sols améliorés
2-3 Paramètres fondamentaux de la géotechnique
2-3-1 La consolidation
2-3-2 La pression de pré consolidation
2-3-3 Le rapport de sur consolidation
2-3-4 La courbe œdométrique, indice de compression et indices de gonflements
2-3-5 Le rapport de charge
2-3-6 Coefficient de poussée au repos
2-3-7 Argiles normalement consolidées et argiles sur consolidées
2-4 Comportement des colonnes ballastées
2-4-1 Comportement des colonnes ballastées au cours du temps
2-5 Interaction entre le sol et la colonne ballastée
2-6 Modèle de comportement des sols
2-7 Conclusion
CHAPITRE 3: Simulation en laboratoire de la mise en place de colonnes ballastées modèles réduits (Phan & al., 2010)
3-1 Introduction
3-2 Présentation du travail expérimental au laboratoire (LGCGM) de
3-2-1 Méthodologie expérimentale l’INSA de Rennes
3-2-2 Matériaux utilisés
3-3 Mise en place selon la méthode SR-SC
3-3-1 Procédure de mise en place
3-3-2 Déformation des colonnes de sable lors de la mise en place SR-SC
3-3-2-1 Évolution des tassements et des déformations des couches de sable
3-3-2-2 Forme des colonnes de sable
3-4 Mise en place selon la méthode SR-AC
3-4-1 Procédure de mise en place
3-4-2 Déformation des colonnes de sable lors de la mise en place SR-SC
3-4-2-1 Évolution des tassements et des déformations des couches de sable
3-4-2-2 Forme des colonnes de sable
3-5 Mise en place selon la méthode AR-AC
3-5-1 Procédure de mise en place
3-5-2 Déformation des colonnes de sable lors de la mise en place SR-SC
3-5-2-1 Évolution des tassements et des déformations des couches de Sable
3-5-2-2 Forme des colonnes de sable
3-6 Densification produite par la mise en place
3-7 Comparaison de différentes méthodes
3-8 Conclusion
CHAPITRE 4 Simulation numérique de la mise en place de colonnes ballastées par la méthode des éléments finis modèles réduits (Phan & al., 2010)
4-1 Introduction
4-2 Etude de cas de modèle réduit de colonne ballastée
4-2-1 Hypothèse de calcul, géométrie du modèle et propriétés des matériaux
4-2-1-1 Hypothèse de calcul
4-2-1-2 Géométrie du modèle
4-2-1-3 Propriétés des matériaux
4-3 Type de modèle, choix d’éléments et conditions aux limites, Maillage
4-3-1 Type de modèle et choix des éléments
4-3-2 Conditions aux limites
4-3-2-1 Conditions aux limites mécaniques
4-3-2-2 Conditions initiales hydrauliques
4-3-3 Maillage
4-4 Méthodes et phases de calcul des deux variantes
4-4-1 Méthodes de calcul
4-4-1-1 Méthode Sans Refoulement du sol et Sans Compactage (SR-SC)
4-4-1-2 Méthode Sans Refoulement du sol et Avec Compactage (SR-AC)
4-4-1-3 Méthode Avec Refoulement du sol et Avec Compactage (AR-AC)
4-4-2 Phases de calcul
4-5 Maillage
4-6 Déformation
4-7 Champ initial de pression interstitielle et contraintes effectives
4-8 Procédure de mise en place selon la méthode (SR-SC)
4-8-1 Évolution des tassements et des déformations des couches de sable
4-8-2 Taux de substitution et contrainte de compactage
4-9 Procédure de mise en place selon la méthode (SR-AC)
4-9-1 Évolution des tassements et déformations des couches de sables
4-9-2 Taux de substitution et contrainte de compactage
4-10 Procédure de mise en place selon la méthode (AR-AC)
4-10-1 Évolution des tassements et déformations des couches de sables
4-10-2 Taux de substitution et contrainte de compactage
4-11 Conclusion
CHAPITRE 5: Étude de cas de simulation numérique de la mise en place de colonnes ballastées modèles réduits (Phan & al., 2010)
5-1 Introduction
5-2 Présentation de la simulation du modèle réduit de colonne ballastée
5-2-1 Hypothèse de calcul et géométrie du modèle
5-2-1-1 Hypothèse de calcul
5-2-1-2 Géométrie du modèle
5-2-2 Propriétés des matériaux
5-3 Type de modèle, choix d’éléments et conditions aux limites, maillage
5-3-1 Type de modèle et choix des éléments
5-3-2 Conditions aux limites mécaniques et hydrauliques
5-3-2-1 Conditions aux limites mécaniques
5-3-2-2 Conditions hydrauliques
5-3-2-3 Maillage
5-4 Conditions initiales
5-4-1 Conditions hydrostatiques
5-4-2 Contraintes initiales
5-5 Phases et types de calcul
5-6 Résultats du calcul
5-6-1 Première Phase : Elasto-plastique
5-6-1-1 Déformation horizontale et déplacement total
5-6-1-2 Contraintes et pressions interstitielles
5-6-1-3 Points plastiques
5-6-2 Deuxième phase : Consolidation
5-6-2-1 Points plastiques
5-6-2-2 Surpressions interstitielles
5-6-2-3 Contraintes
5-6-2-4 Déformations
5-7 Analyse des résultats numériques
5-8 Densification du Kaolin autour de la colonne
5-8-1 L’essai en laboratoire (Phan, 2010)
5-9 Comparaison des résultats expérimentaux et numériques
5-10 Conclusion
5-11 Simulation du modèle réduit de la colonne ballastée par un déplacement imposé de 1 à 5 mm.
5-11-1 Type et phases de calcul
5-11-2 Résultats après consolidation du sol
5-11-2-1 Points plastiques
5-11-2-2 Surpressions plastiques
5-11-2-3 Contraintes
5-12 Conclusion
5-13 Simulation du modèle réduit de la colonne ballastée par un déplacement imposé de 1 à 5 mm avec un Ck = 0,72.
5-13-1 Résultats du calcul
5-13-2 Points Plastiques
5-13-3 Comparaison des résultats Ck = 10 et Ck = 0,72
5-14 Conclusion
5-15 Simulation réelle des conditions aux limites d’une colonne ballastée avec un drainage radial du modèle réduit
5-15-1 Introduction
5-15-2 Conditions aux limites du drainage radial
5-15-3 Surpressions interstitielles
5-15-4 Points plastiques
5-15-5 Comparaison des résultats des différentes contraintes selon les conditions aux limites de drainage radial, tridimensionnel du chargement
5-16 Conclusion
Conclusion générale et perspectives
Références bibliographiques
Annexe 1 : Présentation du code de calcul par éléments finis Plaxis 2D
Annexe 2 : Présentation de la simulation en laboratoire de la mise en place de colonne ballastée (Phan, 2010)
