Modélisation numérique des mouvements de sol induits par des excavations

Numerical modeling of soil movements induced by deep excavations

¹ IFSTTAR Département du Gers 14-20, boulevard Newton Cité Descartes Champs-sur-Marne F-77447 Marne-la-Vallée Cedex 2, France.
² Laboratoire Génie civil et Géo-Environnement Lille Nord de France (LGCgE) (EA4515) Université Lille 1 Sciences et Technologies Polytech’Lille Villeneuve-d’Ascq F-59655, France.

Résumé

La modélisation numérique des mouvements de sol induits par des excavations soutenues reste un problème complexe où de multiples paramètres peuvent avoir une réelle influence sur le résultat final. Cet article propose dans un premier temps d’étudier l’influence de l’état initial des contraintes en modélisant le phasage de réalisation de différents panneaux d’une paroi moulée. Différents calculs, en deux et trois dimensions, intégrant ou pas ce phasage, sont réalisés afin de mettre en évidence les effets de l’état initial des contraintes sur les mécanismes de déformation induits par l’excavation. Au préalable, une étude précise des mouvements de sol générés lors de la réalisation des parois est réalisée pour identifier les variations de la contrainte horizontale en arrière de l’écran. Dans un second temps, une étude relative aux effets des non-linéarités élastiques dans les lois de comportement comprenant un critère de rupture de type Mohr-Coulomb est effectuée. Elle permet d’identifier les liens entre les paramètres des parties élastiques des lois de comportement et les mouvements calculés lors d’une excavation.

Abstract

Numerical modeling of ground movements induced by excavations supported is a complex topic for which different parameters may have a significant influence on the final result, Firstly, this paper deals with the influence of the initial stress state with a numerical model of the installation steps of several diaphragm wall panels. Different calculations in two and three dimensions taking into or not these steps are carried out to highlight the effects of the initial stress state on deformation mechanisms induced by the excavation. Previously, a detailed study of ground motion generated during the execution of the walls is performed to identify changes in horizontal stress behind the retaining wall. Then, a study on the effects of nonlinearities in the elastic constitutive equations including a failure criterion Mohr-Coulomb type is performed. It identifies the links between elastic parameters of the constitutive laws and the calculated movements during an excavation.