Il est également pertinent de mentionner l'article technique précédent sur RF-/FOUNDATION Pro, qui décrit la détermination de la résistance à la rupture du sol selon l'Annexe D de l'EN 1997-1. Cet article se concentre sur la détermination des paramètres de sol moyens lors de l'application d'un profil de sol avec différentes couches de sol.
Considération du niveau des eaux souterraines
Le niveau de l'eau souterraine peut être considéré lors de la saisie d'un profil de sol dans RF-/FOUNDATION Pro.
Comme vous pouvez le voir sur la Figure 01, un niveau des eaux souterraines de 0,50 m a été défini au-dessus du bord supérieur de la fondation.
On constate que la saisie du niveau des eaux souterraines a un impact sur toutes les vérifications en fonction de l'élévation. L'eau souterraine est considérée comme une « charge » (flottabilité) du côté de l'action et du côté de la résistance dans les paramètres du sol.
Dans les paragraphes ci-dessous, les vérifications de l'état limite de soulèvement, de la résistance à la rupture du sol et de la résistance au glissement sont décrites sur un exemple dans la considération de l'influence du niveau des eaux souterraines. Dans ce cas, les « Conditions du sous-sol drainé » sont prédéfinies dans la fenêtre 1.1. Cela a un impact sur les formules de détermination de la rupture du sol et de la résistance au glissement.
Vérification de l'état limite de soulèvement
La vérification de la sécurité de flottabilité est effectuée dans RF-/FOUNDATION Pro sous la désignation « soulèvement ». Le soulèvement des fondations dû à la force de soulèvement hydrostatique de l'eau est en fait une analyse d'équilibre statique en termes d'état limite de soulèvement UPL. La sécurité contre le soulèvement d'une structure non ancrée est atteinte si la condition suivante est remplie :
Gdst,k ∙ γG,dst + Qdst,rep ∙ γQ,dst ≤ Gstb,k ∙ γG,stb + Tk ∙ γG,stb
Lors de la vérification de la stabilité de la fondation, il est vérifié si les charges verticales de levage dues au poids propre de la fondation sont absorbées ou compensées. Dans RF-/FOUNDATION Pro, les charges de levage verticales sont composées de la flottabilité hydrostatique de la fondation située sous le niveau de la nappe phréatique ainsi que des charges de levage éventuellement présentes.
Le composant Tk décrit un effort tranchant caractéristique supplémentaire Tk = ηz ∙ Eah, k ∙ tan δa, appliqué comme un effet stabilisant, comme une force de friction directement sur un mur structural (surfaces latérales du radier). Tk n'est pas appliqué de manière conservatrice dans RF-/FOUNDATION Pro. Selon les spécifications de [1] et [2], le calcul des structures permanentes doit être effectué sans appliquer les efforts tranchants.
Si le bord inférieur de la fondation se trouve sous le niveau de la nappe phréatique, la force de soulèvement hydrostatique doit être déterminée pour la vérification de flottabilité.
Dans RF-/FOUNDATION Pro, la force de levage verticale résultante provient de la force de soulèvement hydrostatique et, le cas échéant, des charges de levage existantes vers Vres, neg, et se trouve dans la fenêtre 2.2 sous les détails de calcul de l'état limite de soulèvement ou le calcul.
Remarque sur la fondation de l'encuvement: Dans le cas des fondations en encuvement, le volume de l'encuvement réel est pris en compte lors de la détermination de la force de soulèvement. Cela signifie que le composant agissant positif de la pression de l'eau sur le bord supérieur de la fondation est réduit en fonction des dimensions de l'aire de base des encuvements.
La position du niveau de l'eau souterraine est désormais prise en compte lors de l'application du recouvrement de sol lors de la détermination de la force verticale agissante résultante dans le joint de sol. Cela signifie que la couche de sol au-dessus du bord supérieur de la fondation doit être divisée en fonction de l'élévation du niveau de l'eau souterraine et que la charge verticale positive est déterminée à partir du poids de recouvrement de sol avec le poids efficace, en tenant compte de de flottabilité.
Si un radier de 0,75 m de haut est surchargé et que le niveau de l'eau souterraine est de 0,50 m au-dessus du bord supérieur de la fondation, le recouvrement de sol doit être divisé en deux couches de poids différents. La couche reposant entièrement dans l'eau souterraine doit être considérée avec le poids de sol saturé, moins la flottabilité. RF-/FOUNDATION Pro vous affiche les valeurs détaillées par couche de sol dans la fenêtre de résultats 2.2.
Dans ce cas (voir la Figure 03), un poids γ = 20,00 kN/m³ est appliqué au-dessus du niveau de l'eau souterraine. Pour la couche de sol dans l'eau souterraine, le poids de sol saturéγsat = 20,5 kN/m² moins le poids d'eau souterraine de 10,00 kN/m³ est pris en compte, ce qui donne une masse volumique sous soulèvement γ' = 10,5 kN/m³. Le facteur partiel γG,stb est appliqué pour déterminer la valeur de calcul de la charge due au recouvrement de sol.
Dans ce cas, les dimensions des poteaux des poteaux connectés doivent à nouveau être considérées, tout comme c'est le cas de la fondation de l'encuvement lors de l'application de la pression d'eau positive. La vérification de stabilité au soulèvement est satisfaisante si Vre,neg ≤ Vre,pos.
Vérification de la résistance du sol
La sécurité contre la rupture de sol (GEO-2) est atteinte si la condition Vd ≤ Rd est remplie. L'influence de l'eau souterraine doit être prise en compte sur le côté où s'exerce l'action et sur le côté en résistance.
De même que pour la vérification de la stabilité au soulèvement, il est également nécessaire de considérer la densité de poids au sol du sol sous soulèvement (poids noyé). Contrairement à la vérification de la stabilité au soulèvement, la valeur de calcul de la charge due au recouvrement de sol est déterminée à l'aide du facteur de sécurité partiel γG,sup pour les actions permanentes défavorables. La valeur de calcul de la flottabilité est considérée avec le coefficient partiel de sécurité γG,inf.
La résistance à la rupture du terrain est déterminée dans RF-/FOUNDATION Pro selon l'Annexe D de l'EN 1997-1. La valeur caractéristique de la résistance à la rupture du sol peut être calculée selon l'Équation (D.2) de l'Annexe D [1] comme suit :
Remarque sur l'équation (D.2) ci-dessus : Selon l'Annexe D de [1], le paramètre γ' correspond à la « masse volumique efficace de calcul du sol sous le niveau de la fondation ».
D'une part, la masse volumique efficace γ' est prise en compte lors de la détermination de la pression de surcharge efficace au niveau du radier. D'autre part, la masse volumique efficace γ' est également appliquée aux sols sous le niveau de la fondation et ainsi directement appliquée à la détermination de la résistance à la rupture du sol. De plus, la charge plus faible due à la flottabilité appliquée a également un impact négatif sur la détermination des excentrements ex et ey. Les excentrements deviennent plus grands, de sorte que l'échec soit plus faible pour la base de fondation de calcul A'.
Analyse de la résistance au glissement
La sécurité contre le glissement (GEO-2) est atteinte si la condition Hd ≤ Rd + Rp,d est remplie.
Le niveau de l'eau souterraine n'est considéré que du côté de la résistance lors de la vérification de la résistance au glissement. Côté action, le niveau des eaux souterraines n'est pas considéré. La force horizontale Hd, pour laquelle la résistance au glissement de la fondation doit être vérifiée, est composée des forces d'appui calculées dans RFEM ou RSTAB. La valeur Hd résultante couvre toutes les actions pertinentes pour le calcul dans la base de fondation, y compris les efforts de sol actifs. À ce stade, il convient de souligner que la pression active du sol n'est pas considérée automatiquement dans RF-/FOUNDATION Pro. Si la composante horizontale de la pression de sismicité doit être prise en compte dans le calcul, elle doit être entrée comme une « charge concentrée supplémentaire » dans Px ou Py dans la fenêtre 1.4 Chargement.
Lors de la détermination de la résistance, le niveau de l'eau souterraine est considéré à l'aide de la densité de poids efficace γ' et de la charge de soulèvement elle-même. La densité de poids efficace γ' a une influence sur la charge verticale résultante Gcov,d du recouvrement de sol. La flottabilité résultant du niveau des eaux souterraines au-dessus de la base de la fondation est également appliquée comme une action défavorable avec le facteur de sécurité partiel γG,sup, où la charge verticale résultante V'd est réduite pour la résistance au glissement ou le calcul.
Si la pression de sol favorable Rp, d doit être considérée dans le calcul selon l'Annexe C de [1], vous devez activer cette option dans la fenêtre 1.1 sous « Paramètres pour le glissement ». Si c'est le cas, la masse volumique efficace γ' est appliquée pour la détermination de la résistance de sol.