Le module complémentaire Analyse géotechnique vous permet de déterminer avec précision les conditions du sol et d’effectuer des analyses géotechniques pour les corps solides en matériaux de sol. Lorsque ce module complémentaire est activé, vous pouvez entrer et modéliser un solide de sol directement dans RFEM 6. Tous les paramètres requis pour le calcul sont déterminés automatiquement à partir des données de matériau que vous entrez dans le logiciel. Il est donc très important de comprendre les modèles de matériaux de sol avec lesquels vous travaillez et les paramètres de matériau que vous assignez au logiciel.
Le module complémentaire lui-même fournit différentes lois de matériau ou modèles de matériau adaptés à la simulation du comportement du sol. Les modèles de matériau disponibles pour le type de matériau « Sol » sont répertoriés dans la section « Modèle de matériau » de la boîte de dialogue « Nouveau/Modifier le matériau » ci-dessous.
Ce texte se concentre sur le modèle de sol à durcissement modifié. Tout d’abord, les principes théoriques sont expliqués afin de comprendre les paramètres d’entrée requis pour le logiciel présenté plus tard dans le texte.
Principes théoriques
La relation contrainte-déformation du modèle de sol à durcissement modifié pour les conditions œdométriques et triaxiales est illustrée dans la Figure 2. Les figures de l’image montrent comment la dépendance à la rigidité est considérée par le modèle. Lorsque le niveau de contrainte change, la pente change, ce qui entraîne également une modification de la rigidité du sol.
Les figures montrent également que la rigidité dépend également de la trajectoire de la charge. Pour être plus précis, le sol présente un comportement différent sous charge principale comparé à sous déchargement et rechargement : un comportement élasto-plastique sous le premier et un comportement linéaire élastique sous le second.
Les formules 1 et 2 ci-dessous montrent comment la dépendance de la rigidité vis-à-vis du niveau de contrainte est considérée. Les paramètres tels que la valeur de référence de la rigidité (Eref), la contrainte de référence (pref), la cohésion (c) et l’angle de friction (φ) sont généralement fournis dans le rapport géotechnique. Il existe également un exposant qui contrôle la dépendance du niveau de contrainte et contient des valeurs entre 0,5 et 1, selon le matériau de sol avec lequel vous travaillez (par exemple, la valeur habituelle pour le sable est de 0,5 et pour l’argile, 1,0). Une rigidité associée peut ainsi être calculée pour chaque niveau de contrainte.
La constante de matériau CSH est un autre paramètre important à considérer. Dans la Figure 2b), vous pouvez comprendre l’importance de cette constante qui contrôle la vitesse de durcissement par cisaillement. Plus précisément, la constante de matériau détermine la rapidité avec laquelle la surface de cisaillement ultime définie par le critère de rupture de Mohr-Coulomb est atteinte. Plus CSH est petit, plus la surface est proche de la rupture avec la même déformation de cisaillement plastique.
Les surfaces d’élasticité dans l’espace p-q et dans l’espace des contraintes principales sont affichées dans la Figure 3. Le modèle de sol à durcissement modifié est un modèle élasto-plastique à double durcissement isotrope et il utilise le critère de rupture de Mohr. Il montre les déformations plastiques avant d’atteindre la rupture. La déformation plastique est alors constituée de deux composants : déformations plastiques de cisaillement et déformations plastiques volumétriques.
Application dans le module complémentaire Analyse géotechnique
Connaissant les principes théoriques du modèle, nous pouvons maintenant voir comment le modèle s’intègre dans le module complémentaire Analyse géotechnique en créant un nouveau matériau de sol.
Les matériaux de sol peuvent être créés dans RFEM 6 de la manière habituelle, c’est-à-dire en ouvrant la boîte de dialogue « Nouveau matériau » et en attribuant les propriétés de matériau. Dans ce cas, il est important de sélectionner le type de matériau « Sol » afin de pouvoir sélectionner le sol à durcissement modifié dans le menu déroulant des modèles de matériau, comme le montre la Figure 4. Les propriétés de base du matériau que vous devez entrer dans la boîte de dialogue sont affichées dans la même figure. Veuillez noter que pour les matériaux de type sol, deux valeurs doivent être définies pour le poids spécifique dépendant de la teneur en eau : le poids spécifique du sol « drainé » et du sol « saturé » en eau.
En sélectionnant Sol à durcissement modifié comme modèle de matériau, un onglet correspondant permettant d’assigner les paramètres spécifiques pour ce modèle de matériau décrit dans le chapitre précédent apparait.
Ils incluent :
| φ | Angle de friction |
| c | Cohésion |
| ψ | Angle de dilatance |
| pref | Contrainte de référence |
| m | Exposant pour la dépendance aux contraintes |
| Eoed,ref | Rigidité tangentielle de référence pour chargement œdométrique primaire |
| CSH | Constante de matériau pour le contrôle du durcissement par cisaillement |
| Eur,ref | Rigidité à la contrainte de référence pour le déchargement et rechargement |
| ν | Coefficient de Poisson pour le déchargement et le rechargement |
| pPOP/ηPOP | Pression de préconsolidation / Indice de préconsolidation |
Il est à votre disposition pour demander à ce que les valeurs de ces paramètres figurent dans le rapport géotechnique. Ces valeurs sont également souvent connues par l’expérience. Cependant, il peut être nécessaire de valider le comportement du matériau défini dans RFEM en calculant un test de sol et en le comparant aux résultats d’essais en laboratoire ou de la littérature spécialisée.
Une fois les valeurs entrées, le modèle de matériau correspondant est utilisé et le nouveau matériau est créé. Notez que vous pouvez également définir d’autres matériaux de cette manière et les assigner comme des couches de sol dans les profils de sol. Les données des profils de sol peuvent ensuite être utilisées pour créer le massif de sol. Cette procédure est expliquée plus en détail dans l'article 1699 de la base de connaissance.