Comment déterminer la pression latérale du sol dans un batardeau à double paroi?

La conception d'un mur de soutènement implique généralement de déterminer la pression latérale de la terre à l'aide de la théorie de Rankine ou de la théorie de Coulomb. Les deux théories impliquent de mobiliser la résistance au cisaillement d'un coin triangulaire de sol s'étendant sur une distance considérable loin de la base du mur.

Dans le cas d'un batardeau à double paroi, comme celui de l'image ci-dessous, la courte distance entre les deux parois empêcherait une telle cale de rupture de s'étendre jusqu'en bas. Dans ce cas, comment procéder pour déterminer la pression de la terre à partir du matériau de remplissage de sable entre les deux murs?

D'après ce que j'ai lu, vous regardez la pression qu'exerce sur eux le sable entre les palplanches. Dans ce cas, je vois deux possibilités: (1) l' analyse log-spirale ou (2) l'analyse élastique de Boussinesq .

Analyse de la spirale des journaux

L'analyse en spirale logarithmique suppose que la pression du sol est mobilisée par une masse de sol qui épouse la forme d'une courbe en spirale logarithmique. Ceci est couramment utilisé pour les excavations de tranchées contreventées, et la courbe de la masse doit couper la surface à la perpendiculaire. L'analyse n'est pas déterminée, donc une méthode graphique d'essai et d'erreur (mise à l'échelle) est recommandée, mais nous avons élaboré un algorithme informatique qui effectue ce processus d'essai et d'erreur par ordinateur.

Dans ce cas cependant, dans votre analyse d'essais et d'erreurs, vous pouvez considérer que la courbe doit être forcée de se produire dans les limites géométriques de la distance entre les murs empilés. Cela pourrait donc représenter une condition réaliste.

La spirale des billes est suggérée comme applicable à tous les problèmes de rétention passive du sol. Je pense que cette hypothèse serait applicable à votre situation, mais c'est quelque chose qui devrait être vérifié.

Théorie de l'élasticité de Boussinesq

La théorie de Boussinesq peut être utilisée pour étudier les problèmes de pression latéraux (et verticaux) où la déformation ne se produit pas. Dans votre cas, une déformation se produira probablement, mais en supposant qu'elle ne puisse pas produire des contraintes / pressions plus élevées que prévu (il n'y a pas de relaxation selon la théorie), ce sera donc un résultat conservateur.

Il y a aussi l'hypothèse d'un demi-espace élastique dans la théorie de Boussinesq. Comme votre système est limité par la pression hydrostatique, il pourrait être considéré comme se comportant comme un demi-espace élastique. Mais plus d'informations seraient nécessaires.

autres considérations

Le manuel de conception des pieux en tôle d'acier (1984) est une très bonne source d'information, complète mais datée . Les batardeaux cellulaires et l'analyse de la pression sont inclus, cependant, et une copie peut être consultée sur scribd.com ici .

Sur la photo fournie, il y aura sans aucun doute du trafic de construction se déplaçant le long de la région entre les piles. J'ai utilisé Boussinesq (tel que modifié) spécifiquement à cet effet sur des projets précédents, pour m'assurer que la structure peut supporter ces chargements. C'est une autre question très importante à étudier - elle nécessitera l'analyse de l'équipement spécifique, des modèles de voie et des chargements - essentiellement les données des fabricants d'équipement. Votre analyse doit également être étroitement coordonnée avec le programme de construction, pour inclure les nombres et les configurations probables des équipements qui seront utilisés. Pas une tâche facile.

Schéma de l'analyse suggérée

Dans la figure ci-dessous, l'approche suggérée est indiquée. Bien entendu, toutes les conditions ne sont pas connues, par exemple l'emplacement des fonds marins / fluviaux, les conditions hydrostatiques entre les éléments de retenue des palplanches, etc.

Les chargements de construction en haut de la section peuvent être modélisés en utilisant les modèles / empreintes de voie et les chargements associés. La théorie de Boussinesq est utilisée pour calculer les contraintes latérales au niveau de la structure de retenue, comme illustré par les enveloppes de contraintes jaunes et vertes, et celles-ci peuvent être superposées pour s'adapter à toute configuration de charge de surface souhaitée.

L'analyse en spirale logarithmique, cependant, est un processus itératif, où l'origine de la courbe, au point O, doit être perturbée de telle sorte que la courbe coupe toujours le point A à angle droit et coupe également le point C à la base de l'excavation. On obtient ainsi une série d'enveloppes de sol à l'intérieur ABC qui atteignent une valeur maximale , comme illustré par la courbe et les points au dessus du point A .

Notez que cela considère une surface de rupture incurvée. L'hypothèse de conditions passives est difficile à évaluer, mais près des coins du batardeau, l' effet de boîte devrait fournir une rigidité suffisante. Vers le centre des côtés de la boîte, cette hypothèse nécessite un examen plus approfondi.

La manière traditionnelle d'effectuer l'analyse de la spirale logarithmique est graphiquement. Cela veut construire un modèle de spirale logarithmique à l' échelle en fonction d'un dessin à l'échelle et le déplacer à travers le dessin sous les contraintes aux points A et C . L'aire ABC est calculée pour chaque essai jusqu'à ce qu'un maximum clair soit atteint. Cependant, nous avons développé un algorithme qui effectuera cela par voie de calcul, donc aucune analyse graphique n'est nécessaire.

En fonction de la géométrie, vous ne pouvez pas rencontrer un maximum, au lieu que vous pouvez être limité par le point D . Dans ce cas, l'enveloppe définie par DBC serait la valeur d'intérêt.

L'un des aspects les plus difficiles d'une telle analyse sera d'établir la pire condition de base. Une attention particulière sera nécessaire pour déterminer quels événements pourraient coïncider, en termes de configurations d'équipement, de fluctuations des niveaux d'eau et d'autres problèmes, tels que les risques potentiels de déshydratation. Une approche basée sur le risque peut être conseillée, qui justifie plus que le facteur traditionnel des méthodes de sécurité.