Le module complémentaire Analyse géotechnique vous permet d'utiliser les propriétés des échantillons de sol et des modèles de matériau de sol spécifiques pour représenter l'interaction entre le bâtiment et le sol, ainsi que les influences des composants de fondation entre eux. De plus, il offre une bibliothèque extensible de propriétés de sol, la considération de plusieurs échantillons de sol (relevés) à différents endroits, la détermination des tassements et des diagrammes de contraintes, ainsi qu'un affichage graphique et tabulaire.
Exemple pratique
Une fois le module complémentaire activé, vous pouvez commencer votre travail en définissant les matériaux de sol qui vous intéressent dans la boîte de dialogue Matériaux de la Figure 02. Dans la pratique, les propriétés de matériau du sol doivent être définies manuellement car elles sont spécifiques à chaque projet.
Cette opération est également possible dans RFEM 6, où vous pouvez définir les propriétés de divers matériaux de sol. Outre les propriétés de base du matériau (le module d'élasticité, le module de cisaillement, le coefficient de Poisson, la densité spécifique, le coefficient de dilatation thermique, etc.), vous devez sélectionner le modèle de matériau à utiliser pour une modélisation réaliste du comportement du matériau de sol.
Dans la version actuelle de RFEM 6, le modèle de Mohr-Coulomb ainsi qu'un modèle non linéaire avec une rigidité dépendante des contraintes et des déformations sont disponibles.
Dans cet exemple, le modèle Mohr-Coulomb modifié est sélectionné pour modéliser le comportement du matériau de sol considéré. Par conséquent, les paramètres tels que la force de cohésion (c), l'angle de friction interne (φ) et l'angle de dilatance (ψ) doivent être assignés dans la boîte de dialogue correspondante (Figure 03).
Une base de données extensible est également disponible pour faciliter la sélection des propriétés de matériau du sol. Pour le montrer, les autres matériaux de sol de cet exemple sont définis via la bibliothèque de matériaux, comme le montre la Figure 04.
Vous devez ensuite définir les échantillons de sol en entrant les informations obtenues lors des essais sur le terrain (c'est-à-dire les caractéristiques du profil de sol dans différentes positions). Les échantillons de sol sont disponibles sous forme d'objets spéciaux dans RFEM 6.
Comme le montre la Figure 05, vous pouvez entrer les couches de sol pour les échantillons individuels dans une boîte de dialogue clairement organisée ou en fournissant les données pertinentes dans les tableaux. Les propriétés des matériaux de sol ayant déjà été définies, vous pouvez sélectionner les matériaux directement dans le menu déroulant et assigner l'épaisseur correspondante. Cependant, il est également possible de définir de nouveaux matériaux lors de la définition des couches.
Si une eau souterraine est détectée lors des tests sur le terrain, vous pouvez en définir le niveau dans cette boîte de dialogue (Figure 05). De plus, vous pouvez définir plusieurs numéros de couches et d'échantillons de sol qui seront utilisés pour générer le sol. Une représentation graphique correspondante prend en charge la définition d'échantillons séparés et vous aide à vérifier l'entrée.
Pour chaque échantillon, vous devez fournir les coordonnées du plan de travail RFEM correspondant à la position réelle sur le terrain pour laquelle le profil de sol a été obtenu. Cette opération peut être effectuée dans la boîte de dialogue Échantillons de sol ou dans les tableaux. Dans ce dernier cas, vous pouvez copier toutes les coordonnées d'un document (par exemple, un fichier Excel) et tout simplement les coller. Les profils de sol seront alors affichés dans la fenêtre de travail, comme dans la Figure 06.
Les données en termes d'échantillons de sol peuvent maintenant être utilisées pour créer le massif de sol disponible sous forme d'objet spécial à la fois dans les données du navigateur et dans les tableaux. Plus précisément, le massif de sol peut être généré à partir des échantillons de sol définis précédemment, mais vous pouvez également le générer sous forme d'ensemble de solides de sol (c'est-à-dire en définissant les solides de sol manuellement et en les appliquant au massif). Dans cet exemple, la première option est utilisée.
La boîte de dialogue Massif de sol est illustrée dans la Figure 07. Pour générer le massif de sol à partir d'échantillons de sol, vous devez d'abord sélectionner les échantillons qui vous intéressent. Il vous est ensuite demandé de définir la géométrie du massif de sol en assignant le type de topologie, la taille du massif et les coordonnées de son centre. La profondeur est assignée automatiquement en fonction des données de l'échantillon de sol.
Si nécessaire, vous pouvez faire pivoter le massif autour de Z. Vous pouvez également considérer la présence potentielle d'eau souterraine en générant le niveau de surface de l'eau souterraine. Si cette option est sélectionnée dans la boîte de dialogue, les eaux souterraines seront affichées dans la représentation graphique interactive.
Une fois le massif de sol généré, il est affiché graphiquement dans la fenêtre de travail de RFEM. Comme le montre la Figure 08, le massif est composé d'autant de solides de sol qu'il y a de couches précédemment définies (4 dans cet exemple).
Les surfaces entre ces solides sont des surfaces NURBS définies avec des fonctions splines et approximées par les positions des couches dans les échantillons de sol. Si l'option permettant de considérer les eaux souterraines a été sélectionnée, le niveau des eaux souterraines est également disponible dans la représentation graphique.
Enfin, les appuis des surfaces de contours ont été générés via l'entrée Types de surfaces des données du navigateur. Par exemple, vous pouvez voir que les appuis pour les surfaces limites horizontales en bas sont fixes, tandis que le glissement est autorisé pour les surfaces verticales environnantes (Figure 09).
Remarques finales
Étant donné que la détermination réaliste des conditions de sol influence considérablement la qualité du calcul de structures des bâtiments, le module complémentaire Analyse géotechnique est proposé dans RFEM 6 pour déterminer la composition de sol à analyser. À cette fin, vous pouvez fournir des données obtenues à partir d'essais sur le terrain car le module complémentaire vous permet d'utiliser les propriétés d'échantillons de sol pour déterminer les massifs de sol considérés.
Vous devez donc affecter les propriétés du matériau, choisir le modèle de matériau de sol approprié et définir les profils de sol dans le logiciel. Pour chaque échantillon de sol, vous êtes invité à définir les couches de sol en termes de matériaux et d'épaisseur, le niveau des eaux souterraines (le cas échéant) et la position de l'échantillon dans la fenêtre de travail de RFEM (correspondant à la position réelle sur le terrain pour laquelle le profil de sol a été obtenu).
Le sol est ensuite généré à partir de tous les échantillons entrés à l'aide de solides 3D et assigné à la structure à l'aide des coordonnées.
