Analyse numérique d’un quai sur pieux sous chargement sismique
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Date
2020
Authors
Journal Title
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Publisher
Université Mouloud Mammeri Tizi Ouzou
Abstract
La liquéfaction est un phénomène induit par les séismes, il se produit dans les sols
granulaires saturés et caractérisé par une perte importante et brutale de la résistance
au cisaillement, due à une augmentation de la surpression interstitielle dans le sol et
une diminution de la contrainte effective.
Les observations post sismique sur les sites liquéfiés ont démontré que le phénomène
engendre des écoulements et des déplacements importants des sols qui entrainent
avec eux les ouvrages fondés sur ces sols et les ouvrages avoisinants.
Des cas de dommages dans les bâtiments, les routes, les ponts et les ouvrages
maritimes tel que les quais ont été enregistré dans plusieurs sites touchés par la
liquéfaction des sols.
Les quais sont des ouvrages construits le long des côtes pour permettre les services
de transport des personnes et des marchandises. Ils se présentent sous différentes
formes en fonction de la portance du sol d’assise et des éléments qui les constituent.
Les quais sur pieux est une catégorie de quais qui repose sur des sols de faibles
portances qui nécessites des fondations profondes sur pieux.
Le comportement des pieux sous charges est difficile à cerner et particulièrement
sous chargement dynamique. Cependant, beaucoup d’auteurs ont élaborés des
méthodes théoriques et expérimentales pour permettre d’étudier le comportement de
ces pieux sous séisme, mais la modélisation numérique au moyen de différents codes
de calcul reste la plus utilisée.
Les résultats du calcul statique au moyen du code numérique PLAXIS 3D, sous poids
propre du quai sur pieux étudié avant et après construction sont satisfaisants. En
effet les sols d’assise de l’ouvrage sont stables vis-à-vis d’un éventuel glissement
avant et après construction.
La structure du quai composée de 38 pieux, supportant une plate forme en béton de
0.5m d’épaisseur reste aussi stable sous sont poids propre
Les résultats des calculs dynamiques du quai en employant dans un premier temps,
une loi de comportement viscoélastique, puis la loi HSS (hardening soil small) qui
considère un amortissement hystérétique pour la modélisation des sols en place sous
chargement sismique, ont révélé que le phénomène de liquéfaction s’est produit au
niveau des sols constitués en grande partie de sables limoneux et que le quai ne
résiste pas à la sollicitation sismique et atteint l’état de la ruine totale.
Il existe plusieurs solutions pour remédier au phénomène de liquéfaction des sols.
Parmi ces solutions, l’amélioration de la résistance des structures par des fondations
profondes plus large.
Les résultats de modélisation statique du quai en augmentant le diamètre des pieux à
1m sont satisfaisants, tandis que les résultats de calcul dynamique avec les deux lois
de comportement aboutissent aux mêmes conclusions que les calculs avec le
diamètre de pieux de 0.2m qui est, incontestablement, la ruine de l’ouvrage.
Finalement, notre quai de plaisance à l’état statique est stable et résiste sous son
poids propre, mais il suffit de la présence d’une sollicitation dynamique pour que le
phénomène de liquéfaction apparaisse et déstabilise la structure et ce quelque soit le
diamètre du pieux et quelque soit la loi de comportement adoptées aux sols.
Perspectives :
Afin de parvenir à atteindre la stabilité du quai sous chargement sismique, de
nombreuses méthodes d’amélioration des sols susceptibles de se liquéfier et de
rigidification des structures existent dans la littérature géotechnique.
En perspective, un calcul statique et dynamique peut être effectué en améliorant les
sols par l’ajout de colonnes ballastées qui est une solution utilisée dans les zones
sismiques.
Il a été démontré par de nombreux chercheurs que les pieux inclinés ont une
meilleure résistance dans les sols liquéfiés, c’est donc une solution à envisager dans
le renforcement de notre quai.
Description
140 f. : ill. ; 30 cm. (+ CD-ROM)
Keywords
Quai sur pieux : séisme : analyse numérique
Citation
Géotechnique