Article de recherche / Research Article

Massifs de sol renforcés par inclusions rigides : analyse de l’effet d’un chargement cyclique vertical quasi statique par expérimentation sur modèle réduit et validation numérique

Soil reinforcement by rigid piles: analysis of the influence of vertical cyclic quasi-static loading by experimentation on small-scale model and numerical validation

¹ Laboratoire LOCIE, UMR 5271 USMB-CNRS, Université de Savoie, bâtiment HELIOS, 73376 Le Bourget-du-Lac cedex, France
² Laboratoire 3SR, UMR 5521 CNRS, Université Grenoble-Alpes, 38041 Grenoble cedex 9, France
³ Laboratoire 3SR, UMR 5521 CNRS, Université Grenoble-Alpes, 38041 Grenoble cedex 9, France

^☆ Auteur correspondant : fabrice.emeriault@3sr-grenoble.fr

Résumé

Les recommandations publiées par le projet national français d’amélioration du sol par inclusions rigides (ASIRI) ont été limitées aux cas de chargement monotone. Cependant, différents cas de structures sous chargement cyclique sont couramment rencontrés dans la pratique, ce qui nécessite de comprendre le comportement sous chargement cyclique et/ou dynamique de ces ouvrages. Le travail de recherche présenté dans cet article constitue une contribution à la compréhension du comportement de cette technique lors d’un chargement cyclique vertical quasi statique. La première étape du travail a consisté en la réalisation d’une campagne d’essais sur un modèle réduit en laboratoire simulant le cas d’inclusions rigides avec ou sans dallage en surface et mettant en œuvre une méthode de corrélation d’images. La modélisation physique nous a permis d’étudier l’influence de la présence du dallage à la surface de la plateforme de transfert de charge (PTC) et du préchargement sur le comportement de cette technique sous chargement cyclique. Les résultats expérimentaux montrent une accumulation des tassements durant le chargement cyclique quelle que soit la condition limite appliquée en surface. Ils montrent également que la présence du dallage augmente l’accumulation observée durant les cycles. En revanche, elle conduit à une réduction du tassement total lors d’un chargement monotone ultérieur. Dans un deuxième temps, les résultats expérimentaux ont été utilisés comme une base de données pour la validation d’un modèle numérique en milieu continu avec le logiciel FLAC^3D.

Abstract

The recommendations established by the French National Project on soil reinforcement by rigid inclusions (ASIRI) were limited to the case of monotonic loading. Yet, various cases of structures under cyclic loading are commonly encountered in the practice, which requires the understanding of this technique under cyclic and/or dynamic loading. The research work presented in this paper is a contribution to the understanding of the behaviour of this type of structures under a quasi-static vertical cyclic loading. The first step of the study consists in performing a series of tests on a small-scale laboratory model simulating the case of rigid inclusions with or without rigid slab at the ground surface and implementing a digital image correlation method. The parametric study performed with the physical modeling allowed us to study the influence of the presence of a rigid slab at the surface of the load transfer platform (LTP) and of the preloading on the behaviour of this technique under cyclic loading. The experimental results highlighted an accumulation of the settlements during the cyclic loading in both cases: with and without rigid slab. They also showed that the presence of the rigid slab increases the settlements’ accumulation observed during the cycles. Nevertheless, the presence of the slab results in a reduction of the total settlement during a further monotonic loading. In a second step, the experimental results have served as a database for the validation of a numerical model using the software FLAC^3D.