ouvrages de soutènement en zone sismique [présentation ppt]

5/21/2018 Ouvrages de sout nement en zone sismique [pr sentation PPT]

1/401


2/40

Membres du jury :

Pr. M. Jamal BOUCHNAIF

M. Amal CHEHLAFI

M. Mourad TAJ

M. Ahmed abbadi

Projet de fin d tudesen vue de l obtention du diplme

dingnieur dtat de lENSAO

Option : Gnie civil

Prsent par :

M. Mohammed HAKMI

Mlle. Ibtihal BOULEHFA

2


3/40

PRESENTATION DU PROJET

ETUDE COMPARATIVE DES APPROCHES THEORIQUESPOUR LE CALCUL DES POUSSEES.

METHODE ETABLIE POUR LELTUDE DYNAMQUEDES MURS EN T invers

ETUDE DE CAS

PRESETATION DU PROGRAMME MS-T SSD

CONCLUSION

Soutenance de Projet de Fin dEtudes 2013/2014

3

PLAN


4/40

Contexte

gnral

Problmatique

Contextegnral

Comportement statique

Comportement dynamique

Dgts


Prsentation du projet

4


5/40


Contextegnral

ProblmatiqueProblmatique


Etude sous sollicitations sismique nglige

5


6/40

Contextegnral



Incomplets ( pour des configurations spcifiques)

Risque derreur ou de modification


6


7/40

Contextegnral



Manque de documentation sur ltude dynamique des mur en T

Diffrences entre les murs poids et les murs en T invers


7


8/40

Pousse activePousse passive

Mobilisationdes pousses



La pousse active est laction des terres en amont, qui tendent renverser le mur

La pousse passive (bute) est laction des terres en aval , quitendent retenir le mur

Etude Comparative Etude de cas MS-T SSDMthode Etablie

Mthode deRankine

Mthode de

Coulomb

Mthode deB-C-K

8


9/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deRankine

Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb


Mobilisation totale de la pousse active :

=

Mobilisation totale de la pousse passive (bute) :

=

( non tolrable et irralisable )

Pressions des terres au repos

= 0 m

: coefficient de pousse au repos

= Formule de Jacky

Mthode deB-C-K


9


10/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulombMthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K

1- Mthode de Coulomb (1773)

Massif pulvrulent sec (, c=0 )

Sans surcharge

Inclinaison du talus

Inclinaison de la paroi

q

d

a

b

c

, , = (q, d,)

P = (q)

d

Force de pousse active

Coefficient de pousse active

H/3

H


10


11/40


Mobilisation

des pousses


Mthode deRankine


Mthode deB-C-K


Force de pousse passive

Coefficient de pousse passive

H/3

H

d :

Angle de frottement cran/sol

- Rugosit du mur , compactage , teneur en eau et dplacement du mur


11


12/40


Mobilisation

des pousses


Mthode deRankine


Mthode deB-C-K


Critiques

- Simplicit

- Ne dcrit pas le comportement rel lors de la rupture ( plan de glissement)

- Ncessite la connaissance de frottement sol/ecran d

Domaine dapplication

- Cas o est faible

- Applicable aux cas complexes avec les constructions gomtriquesde Poncelet et de Culmann


12


13/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K

2- Mthode de Rankine (1856)

Mthode deRankine

Principe- Massif pulvrulent (, c=0) homogne ,inclin de

- En equilibre de Rankine


13


14/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K

2 - Mthode de Rankine (1856)

Mthode deRankine

Principe- Massif pulvrulent (, c=0) homogne ,isotrope , inclin de

Equilibre limite du sol double rseau de lignes de glissement

La distribution des contrainte s est triangulaire

ne dpend que de


14


15/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K


Mthode deRankine

Force de pousse active



15


16/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K


Mthode deRankine

Force de pousse passive



16


17/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K


Mthode deRankine

En cas de surcharges :Prise en compte de cohsion :

=> contribution favorable

Critiques

- Ne prend pas compte du frottement mur/sol

=> Surface de glissement plane


-Valable dans le cas des petit et moyens ouvrages

=> d= f (,)


17

d j d i d d /


18/40


Mobilisationdes pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K

3- Mthode de Bousinesq Caquot - Kerisel (1856)

Mthode deB-C-K

Principe- Tenir compte du frottement mur/ecran

=> Surface de glissement non plane ( spirale logarithmique)

=> d ne dpend plus de ,

Rsultats :

Equations diffrentielles non intgrables

Rsolues par les mthodes numriques => tables de Caquot-Kerisel


18

d j d i d d /


19/40


Mobilisation

des pousses

Mthode deCoulomb

Mthode deRankine


Mthode deB-C-K

3- Mthode de Bousinesq Caquot - Kerisel (1856)

Pousse active :

Coefficient de pousse active :

La mthode B-C-K est prolongeable dans le cas de surcharges sur les massifsMthode de

B-C-K

Critiques

Validit des hypothse de base et des conditions aux limites .


Trs utilise en tude statique


19

S d P j d Fi dE d /


20/40

Approche debase M-O

Mthodetablie

Justificationinterne

Approche debase M-O



1 - ANALYSE STATIQUE (Rankine-Coulomb)

Pousse statique active :

Coefficient statique de pousse active :

( Poncelet )

Effet de surcharge :Pousse statique passive :

Coefficient statique de pousse passive :

Effet de surcharge :


20

S d P j d Fi dE d /


21/40

Approche debase M-O

Mthodetablie

Justificationexterne



2 - ANALYSE PSEUDO-STATIQUE MONONOBE-OKABE

Approche debase M-O

WW

qq

= (

)

Force de pousse dynamique active:

Coefficient dynamique de pousse active:

q


21

S t d P j t d Fi dEt d /


22/40

Approche debase M-O

Mthodetablie




2 - ANALYSE PSEUDO-STATIQUE MONONOBE-OKABE

Approche debase M-O

M. SEED et R.WHITMAN

sapplique plus haut que H/3

Solution : = +

H/3

0,6*H

Effet de surcharge :

Solution :

=

+

H/2

2H/3


22

S t d P j t d Fi dEt d 2013/2014


23/40

Approche debase M-O




1 SPCIFICITS DES MURS EN T invers

Mthodetablie

Au niveau de la gomtrie et des chargements :

TalonPatin

Voile Remblai Amont

Remblai Aval

( Rle Stabilisateur)

( Rle Stabilisateur)

Au niveau de ltude :

A

B

M

O

d

Terrain mort amont

Terrain mort aval

ETAPE 1: DECOUPAGE TRANSVERSAL

=

= (1)

- Formes gomtriques simples

- Homognit

ETAPE 2: AFFECTATION DES FORCES

A - Forces dynamiques de pousseB - Forces dynamiques de poids

C- Sous-pressions de leau

ETAPE 3: CALCUL DES MOMENTSMoments stabilisants :

- Composantes verticales des poids dynamiques

- Pousse passive

- Composantes verticales de pousse active

Moments renversants :

- Composantes horizontales des poids dynamiques

- Rsultante des sous-pressions

- Composantes horizontales de pousse active


23



24/40

Approche debase M-O

Mthodetablie



Soutenance de Projet de Fin d Etudes 2013/2014

JustificationExterne

Stabilit du talus

Renversement

Glissement

Poinonnement

Stabilit du talus

En tude Statique

A STABILIT DU TALUS

En tude dynamique

Stabilit classique des talus

Stabilit du talus dpend des caractristiques sismiques

Mesure a prendre en cas de non vrification:

Diminuer la valeur de langle

Compactage ( non excessif ) pour augmenter la valeur de

Tiers central


24



25/40

Approche debase M-O

Mthodetablie





B STABILIT AU RENVERSEEMENT

Etude Statique : =1,5

Etude Dynamique : =1


Augmenter la largeur de semelle ( talon )

Tirants dancrages

Stabilit du talus

Renversement

Glissement

Poinonnement

Tiers central

Renversement


25



26/40

Approche debase M-O

Mthodetablie





C VRIFICATION DU TIERS CENTRAL

Stabilit du talus

Renversement

Glissement

Poinonnement

Tiers centralTiers central

=

Excentrement de la rsultante

=

Diagrammes de contraintes trapzodale

Sol compltement comprim

Diagrammes de contraintes triangulaire

Sol tendu nglig


26



27/40

Approche debase M-O

Mthodetablie





Stabilit du talus

Renversement

Glissement

Poinonnement

Tiers central

Glissement

D STABILIT AU GLISSEMENT

() + .

Etude Statique : =1,5

Etude Dynamique : =1


Bche dancrage

Augmenter la largeur de la semelle B


27



28/40

Approche debase M-O

Mthodetablie


Justification

interne



EVRIFICATION DE NON POINONNEMENT

Stabilit du talus

Renversement

Glissement

Poinonnement

Tiers central

Poinonnement


Augmenter la largeur de semelle

Allger la structure ( si possible)

Pour un diagramme de contrainte trapzodale ;

=()

,

Pour un diagramme de contrainte triangulaire ;

=()


28



29/40

Etude Comparative

Approche debase M-O

Etude de cas MS-T SSD

Mthodetablie


Mthode Etablie



JustificationInterne

A ETUDE DU VOILE

Etude de la semelle

Stabilit du voileEtude du voile

Pousse sapplique directement sur le voile

Sans inclinaison par rapport la normale d=0

B ETUDE DE LA SEMELLE

Etude de la semelle

Calcul des aciers dans les sections critiques

Diagramme des contrainte du sol Meyerhof

Poids des terres et surcharges

Raction du sol

Sous-pressions Pousse passive nglige

29



30/40

Pr-dimensionnent

Chargements


Prdimensionnent

A PREDIMENSIONNEMENT SETRA

0, 3 m

6,5 m

1 m2,05 m0,072 m

5,95 m

0,55m0,178 m

1,71 0,7

Prdimensionnement selon SETRA

Caractristiques sismiques

= , = ,

= ,

Moments

Rsultats

Drainage


30



31/40

Pr-dimensionnent

Chargements


B Chargements appliqus au mur

= /

=22/

= 25

c = /=6,5 m

= /

= /

= 35

c=

=1,5 m

= /

= 35

c = 15 /

1

=10

q = 15 /

q = 1 /

Moments

Rsultats

Sol sec

Sol satur

Chargements

Drainage


Pousse active Pousse passive Poids dynamique

31



32/40

Pr-dimensionnent

Chargements


Moments des forces de pousse active

Moments

Rsultats

Moments

Composantes verticales

NotationsForces [KN/m] Bras de

levier [m]

Moments [KN.m/m]

S. Ascendant S. Descendant S. Ascendant S. Descendant

11,93 11,93 3,6 42,948 42,948

3,03 3,82 3,6 10,908 13,752

4,97 4,97 3,6 17,892 17,892

6,54 5,75 3,6 23,544 20,7

0,426 0,426 3,6 1,533 1,533

0,56 0,46 3,6 2,016 1,656

4,18 4,18 3,6 15,048 15,048

1,062 1,34 3,6 3,823 4,82

Composantes horizontales


levier[m]

Moment [KN.m/m]


81,48 81,48 3,6 293,33 293,33

20,70 26,11 4,88 100,92 127,41

68,43 68,43 1 68,43 68,43

90,02 79,10 1,33 119,71 105,20

5,86 5,86 0,66 3,87 3,87

7,72 6,29 1,2 9,25 7,54

28,56 28,56 3,39 97,83 97,83

7,25 9,15 4,52 32,77 41,35

20 20 0,66 13,2 13,2

Moments des forces de pousse passive


levier[m]

Moment [KN.m/m]


8,76 8,76 1,16 10,16 10,16

0,88 0,25 1,3 -1,14 -0,32

35,05 35,05 0,5 17,52 17,52

6,23 3,678 0,66 -4,11 -2,42

16,60 16,60 0,33 5,47 5,47

2,98 1,77 0,6 -1,78 -1,06

83,025 83,025 0,75 62,26 62,26

8,41 2,37 1 -8,41 -2,37

5,00 5,00 0,33 13,2 1,65

Moments des poids dynamiques

ElmentsForces [KN/m] Bras de

levier [m]

Moment [KN.m/m]


1 4,95 5,32 1,502 7,43 8,00

2 41,29 46,23 1,32 54,50 61,02

3 12,24 13,15 1,12 13,71 14,73

4 45,80 49,23 1,8 82,44 88,61

5 151,18 162,47 2,575 389,28 418,36

6 63,03 67,73 2,575 162,30 174,40

7 5,16 5,54 2,892 14,92 16,02

8 9,15 9,82 0,5 4,58 4,91

9 10,41 11,18 0,5 5,20 5,59

Elments Forces [KN/m] Bras de levier [m] Moment [KN.m/m]

1 0,616 2,53 1,56

2 5,14 3,525 18,12

3 1,52 2,53 3,85

4 5,70 0,275 1,57

5 18,81 4,25 79,94

6 7,84 1,275 10,00

7 0,642 6,59 4,22

8 1,14 1,025 1,16

9 1,29 0,775 1,004

Moments des forces de surcharges

Cot amont

Composante horizontale

MFq h = 2,95 6,65 = , . /

Composante verticale

MFq v = 21,01 2,54 = , . /

Cot aval

MFq = 15 0,5 = , . /

Moments de la rsultante des sous-pressions

= = . /

Drainage


32



33/40

Pr-dimensionnent

Chargements

j 3/ 4

Moments

Rsultats

Rsultats

Vrification de la stabilit au renversement

STABILIT EXTERNE

Cas dun sisme ascendant

=912,9

988,34

= , >

Stabilit au renversement non vrifie

Cas dun sisme descendant

= 1062,74

1007,19= , >

Stabilit au renversement est vrifie

- En prenant en compte lapport passif- En ngligeant lapport passif


=

912,9

988,34

= , <



= 971,841007,19

= , <


=> REDIMENSIONNER

Redimensionnement

Largeur du talon : 2,8 mau lieu de 2,05 m

Largeur du patin : 1,8mau lieu de 1 m.


=1753,30

1179,45= , >

Stabilit au renversement vrifie


=1863,5

1200,1= , >


OKOK

Drainage


33



34/40

Pr-dimensionnent

Chargements

j 3/ 4

Moments

Rsultats

Rsultats

Vrification du tiers central

STABILIT EXTERNE

E


e =1835,1 1179,3

472,78 = ,


e =1954,6 1200,1

507,45= ,

= ,

Sol partiellement comprim => distribution des contraintes triangulaire

= ,

Drainage


34



35/40

Pr-dimensionnent

Chargements

j 3/ 4

Moments

Rsultats

Rsultats

Vrification de la stabilit au glissementSTABILIT EXTERNE

- En prenant en compte lapport passif- En ngligeant lapport passif


472,78 30 + (15 4,16)

399,50 130,47= , >



507,45 tan 30 + (15 4,458)

394,57 140,36= , >



472,78 30 + (15 3,46)

399,50= , <

Stabilit au Glissement non vrifie


507,45 tan 30 + (15 3,91)

394,57 = 0,88 <

Stabilit au Glissement non vrifie

=> REDIMENSIONNER

RedimensionnementEncastrement du voile : e = 1,40 m au lieu e = 0,55 m

Couronnement : c = 0,40 m au lieu c = 0,30 m

Largeur du talon : t = 3,00 m au lieu t = 2,80 m

Largeur du patin : p = 2,00 m au lieu p = 1,80 m


573,43 30 + (15 6,40)

421,04= , >



616,33 tan 30 + (15 6,40)

416,32 = , >


OKOK

Drainage


35



36/40

Pr-dimensionnent

Chargements

j 3/ 4

Moments

Rsultats

Rsultats

Vrification de non poinonnementSTABILIT EXTERNE


= , /

= /

Pas de risque de poinonnement


= , /

= /

Pas de risque de poinonnement

OKOK

Drainage


36



37/40

Pr-dimensionnent

Chargements

Moments

Rsultats

Rsultats

Etude du voileSTABILIT INTERNE

5,95 m

0 m

H/6

BAEL 91 mod 99

Console en flexion simple

Fiss Prj => ELS

Aciers principaux

Aciers de rpartition

Rgles forfaitaires ADETS

Aciers de leffort tranchant

=> ELU

,

,

,

5,

2,

,

Etude de la semelle

Moments de service par

rapport aux sections 1-6

Moments de service par

rapport aux sections 7,8

Diagramme de Meyerhof

= , /

= , /Drainage


37



38/40

Pr-dimensionnent

Chargements

Moments

Rsultats

DRAINAGE INTERNE DU MUR

- Barbacanes en PVC =200 mm

e = 2 m,

h = 1 m ,

i = 5% ,

d = 5cm

- Un caniveau en Uen aval

DrainageDrainage


38



39/40

TEST DEVALIDATION

TEST DEVALIDATION

Etude Comparative Etude de casMS-T SSD

Mthode Etablie

Conclusion TEST DE VALIDATION DU LOGICIELConclusion CONCLUSION

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Membres du jury :

Pr. M. Jamal BOUCHNAIF

M. Amal CHEHLAFI

M. Mourad TAJ

Projet de fin d tudesen vue de l obtention du diplme

dingnieur dtat de lENSAO

Option : Gnie civil

Prsent par :

Mlle. Ibtihal BOULEHFA

M. Mohammed HAKMI

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ouvrages de soutènement en zone sismique [présentation ppt]

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