MODELISATION BI- ET TRIDIMENSIONNELLE PAR ÉLÉMENTS FINIS D’UNE EXCAVATION SOUTENUE: CAS D’UN RIDEAU DE PALPLANCHES BUTONNÉ

  • FETHI KITCHAH Département de Génie Civil, Université de Biskra
  • SADOK BENMEBARK Département de Génie Civil, Université de Biskra
  • ABDALLAH ANNANE Institut de Génie Civil, d'Hydraulique et d'Architecture. Département de Génie Civil. Université de Batna

Résumé

Le développement des travaux dans des zones très urbanisées nécessite généralement l’excavation d’une fouille soutenue par un écran de soutènement. Les effets de l’excavation ainsi que les différents types d’écrans à utiliser exigent une attention particulière en vue de s’assurer que les risques d’instabilité n’engendrent aucun désordre aux ouvrages avoisinants. On traite dans ce travail une modélisation numérique par éléments finis en 2D et 3D d’une excavation soutenue par un rideau de palplanches butonné et fiché dans une couche d’argile molle.  On s’est attaché dans cette étude à préciser l’incidence de l’effet tridimensionnel, de la rigidité du rideau et de nombre de butons horizontaux sur les mécanismes de rupture (par comparaison avec l’analyse bidimensionnelle). La simulation numérique a permis d’interpréter au mieux le comportement de l’ouvrage durant l’excavation, et illustrer le rôle déterminant joué par certains facteurs dans la qualité des calculs finalement obtenus.

Références

[1] Arafat N. (1996) : Contribution à l'étude des problèmes de déchargement dans les massifs de sol : Application à la modélisation des ouvrages de soutènement. ; 247p.

[2] Balay J. (1984) : Recommandations pour le choix des paramètres de calcul des écrans de soutènement par la méthode aux modules de réaction. Note d’information technique. Ministère de l’urbanisme et des transports. LCPC.
[3] Bjerrum L., Eide O. (1956): Stability of strutted excavations. Géotechnique, vol. 6, 1, pp. 32-47.

[4] Boussinesq J. (1882) : Note sur la détermination de l’épaisseur minimum que doit avoir un mur vertical, d’une hauteur et d’une densité données, pour contenir un massif terreux, sans cohésion, dont la surface est horizontal, Annales des Ponts et Chaussées, Tome 3, , pp. 623-643.

[5] Clough G.W., O’rourke T.D. (1990): Construction induced movements of in situ walls, Proc. of the Conf. on Design and Performance of Earth Retaining Structures, Ithaca (New York), Cornell University, pp. 439-470.

[6] Coulomb C.A. (1776) : Sur une application des règles de maximis et de minimis à quelques problèmes de statique relatifs à l'architecture, Mémoires de l’Académie des Sciences présentés par des savants, 7, pp. 343-382.

[7] Delattre L. (2001) : Un siècle de méthodes de calcul d’écrans de soutènement. I. L’approche par le calcul – les méthodes classiques et la méthode au coefficient de réaction. Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées, n° 234, Sept-Oct 2001, 35-55.

[8] Delattre L., Marten S. (2003) : Un siècle de méthodes de calcul d’écrans de soutènement. II. Les approches empiriques et semi-empiriques. Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chaussées, n° 244-245, Mai-Juin-Juillet 2003, 31-50.

[9] Dysli M., Fontana A., Rybisar J. (1979) : "Enceinte en paroi moulée dans des limons argileux : calculs et observations" Comptes rendus, Septième congrès européen de mécanique des sols et des travaux de fondations, Vol. 3, pp. 197-205.

[10] Fadi H C., Walid C., Hussein M., Isam S (2010) : Interaction excavation profonde-structure : aspects numériques dans les cas bi- et tridimensionnels. Journées Nationales de Géotechnique et de Géologie de l’Ingénieur JNGG2010 –Grenoble.

[11] Fernandas M,M. (1986): "Three dimensional analysis of flexible earth-retaining structures" Second international symposium on numerical models in geomechanics, Ghent, pp. 433-438.

[12] Finno RJ, Tu XX. (2006): Selected topics in numerical simulation of supported excavations. In: Proceedings of the international conference on numerical simulation of construction processes in geotechnical engineering for urban environment, Bochum, Germany; p. 3–19.

[13] Finno R.J. Roboski J.F, ASCE S.M. (2005): Three-dimensionnal responses of a tied-back excavation through clay. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering 131(3), 273-282.
[14] Hsieh P. G., Ou C. Y. (1998): Shape of ground surface settlement profiles caused by excavation. Canadian Geotechnical Journal 35(6), 1004-1017.

[15] Jardine R.J., Potts D.M., Fourie B., Burland B (1986): "Studies of the influence of non-linear stress strain characteristics in soil-structure interaction" Géotechnique, Vol. 36, No. 3, pp. 377-396.

[16] Kempfert H.-G., Gebreselassie B. (2006): Hand book of the Excavations and Foundations in Soft Soils, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

[17] Malcolm D. BOLTON et al. (2014): Ground movements due to deep excavations in Shanghai: Design charts. Front Struct. Civ. Eng 8(3): 201–236.

[18] Mana A.I., Clough G.W. (1981): Prediction of movements for braced cuts in clay, Proc. ASCE, Journal of Geotechnical Engineering, vol. 107, GT6, pp. 759-777.

[19] Mestat P. (1997) : Maillages d'éléments finis pour les ouvrages de géotechnique Conseils et recommandations. Bulletin des laboratoires des ponts et chaussées - 212 - novembre-décembre - RÉF. 4161 - PP. 39-64.

[20] Mohammad S., Imanzadeh S., Bagherinia KH., (2013): Characteristics of diaphragm wall lateral deformations and ground surface settlements: Case study in Iran-Ahwaz metro Tunnelling and Underground Space Technology 35 p 109–121.

[21] Ou C.Y., Hsieh P.G., Chiou D.C. (1993): Characteristics of ground surface settlement during excavation. Canadian Geotechnical Journal, Vol. 30, n°5, p 758-767.
[22] Peck R.B. (1969a): Deep Excavations and Tunnelling in Soft Ground. 7th ICSMFE, Mexico. State of the art volume 7(3), 225-290.

[23] Peck R.B. (1943): Earth Pressures Measurements in Open Cuts Chicago Subway, Trans. ASCE, 108, , pp. 1008-1036.

[24] Potts D.M., Fourie A.B. (1984): "The behaviour of a propped retaining wall : results of a numerical experiment "Géotechnique, Vol. 34, No. 3, pp. 383-404.

[25] Rankine W.J.M. (1857): On the stability of loose earth, Trans. Roy. Soc. London, vol. 147.

[26] Sonja M. (2005) : Étude expérimentale et méthodologique sur le comportement des écrans de soutènement. Thèse de doctorat (PhD), LCPC. France, 301p.

[27] Smith LM., Ho D.K.H. (1992) : "Influence of construction technique on the performance of a braced excavation in marine clay" International journal for numerical and analytical methods in geomechanics, Vol. 16, pp. 845- 867.
[28] Terzaghi K. (1941): General Wedge Theory of Earth Pressure, Trans. Am. Soc. Civil Engrs, vol. 106, pp. 68-97.

[29] Terzaghi K. (1943a): Theoretical Soil Mechanics, New York, John Wiley & Sons, 510 p.
[30] Terzaghi K. (1943b): Liner-plate tunnels on the Chicago subway, Trans. ASCE, pp. 970-1008, 1090-1097.

[31] Terzaghi K., Peck R.B. (1967): Soil mechanics in engineering practice, New York, John Wiley & Sons, Seconde édition, 729 p.

[32] Tschebotarioff G.P. (1973): Foundations, retaining and earth structures, New-York, McGraw-Hill, deuxième édition, 642 p.

[33] Wengang Z., Anthony T.C. G., Feng X.,(2015) : A simple prediction model for wall deflection caused by braced excavation in clays. Computers and Geotechnics 63 p 67–72.
Publiée
2016-01-19
Comment citer
KITCHAH, FETHI; BENMEBARK, SADOK; ANNANE, ABDALLAH. MODELISATION BI- ET TRIDIMENSIONNELLE PAR ÉLÉMENTS FINIS D’UNE EXCAVATION SOUTENUE: CAS D’UN RIDEAU DE PALPLANCHES BUTONNÉ. Courrier du Savoir, [S.l.], v. 20, jan. 2016. ISSN 1112-3338. Disponible à l'adresse : >http://revues.univ-biskra.dz/index.php/cds/article/view/1450>. Date de consultation : 02 jui. 2020
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