Étude par éléments finis du frottement latéral des pieux dans de l'argile

Finite element investigation of shaft friction of piles in clay

Université fédérale de Rio de Janeiro Caixa Postal 68506 Rio de Janeiro RJ - 21945, Brazil

Résumé

L'étude numérique du comportement du sol au voisinage d'un pieu sous chargement axial a été faite en utilisant la technique des éléments finis. Deux modèles de comportement typiques en Mécanique des Sols ont été utilisés, à savoir un modèle élastique non linéaire et un modèle élasto-plastique basé sur la théorie de l'état critique. On examine en particulier, à partir de ces modèles, le cas de chargements drainés et non drainés. L'étude réalisée montre en particulier que le problème du frottement latéral le long du fût du pieu est de nature cinématique et que seul un modèle élasto-plastique peut rendre compte des contraintes et des déformations développées dans le sol au voisinage du fût du pieu. Une discussion est présentée sur la modification de l'état de contrainte provoquée par la mise en place initiale du pieu.

Abstract

An investigation of the soil behavior around a pile under axial loading is presented, based on a finite element analysis. Two classical constitutive models, typically used in soil mechanics are evaluated in a comparative way : a non-linear elastic model and an elasto-plastic critical state model. Both drained and undrained analysis are carried out. The investigation shows that the problem of shaft friction along a pile is a kinematic controlled problem, and that only an elasto-plastic model can correctly represent stresses and strains developed in the soil adjacent to the pile shaft. A discussion on the stress state generated by the pile installation is also presented.