Pôle Logiciels - TS - Evolutions... · M.Huerta, Juin 2017 setec terrasol 1 Solscope 2017 Terrasol – Pôle Logiciels Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements

1 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017

Solscope 2017

Terrasol – Pôle Logiciels

Evolutions récentes des outils de calcul

des soutènements et des fondations

Marc Huerta Responsable du pôle logiciels (Terrasol)


Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations

Sommaire

• Foxta : calcul des fondations superficielles, profondes et mixtes

– Brève description

– Evolutions récentes et à venir

• K-Réa : calcul des écrans de soutènement

– Brève description

– Evolutions récentes et à venir



Foxta – Evolutions récentes

Calcul des fondations superficielles, profondes et mixtes



Foxta

Calcul de fondations superficielles,

profondes et mixtes

• Semelles, radiers, dallages, longrines

• Pieux, barrettes, micropieux, profilés

• Radier ou dalle sous inclusions rigides

• Fondations mixtes

(souple ou rigide)

Brève présentation



Foxta

Suite de modules interconnectés




Foxta

Tasplaq: modélisation 3D d’un radier ou d’un dallage

• Radier(s) ou dallage(s) d’inertie et de géométrie variables

• Chargement vertical quelconque : ponctuel, linéique,

surfacique…

• Support introduit soit comme un multicouche élastique avec

ou sans pendage, soit comme une distribution de ressorts

hétérogènes

• Gestion automatique du décollement plaque/sol

• Gestion de la plastification à l’interface




Foxta

Taspie: tassement d’un pieu isolé + calcul d’un massif renforcé par inclusions rigides


• Tassement et effort dans un pieu isolé ou

en groupe, de rigidité et géométrie

quelconques, avec ou sans frottement

négatif

• Possibilité de traiter de manière

automatique le cas d’un massif renforcé

par inclusions rigides sous un dallage ou

un remblai

• Lois de mobilisation du frottement latéral /

contrainte en pointe multipoints



Foxta

Groupie : groupe de pieux coiffés par semelle rigide


• Traitement 3D d’un groupe de pieux connectés en tête

à une semelle infiniment rigide

• Pieux d’inclinaisons quelconques dans l’espace

• Prise en compte de la souplesse des pieux soit d’une

manière automatiquement (modélisation de

l’ensemble des pieux) soit moyennant leur matrice de

raideur en tête (résultat Taspie+/Piecoef+)

• Torseurs de chargement complets (6 composantes)

définis au centre de la semelle



Foxta

Différents types des résultats

• Diagrammes de valeurs

• Isovaleurs

• Graphiques 3D

• Tableaux de résultats

• Fichiers texte formatés




Foxta – Tasplaq

Cartographie « coefficient de réaction »

• Permet de définir un zonage pratique

pour la raideur sous un radier

• Permet de valider la représentativité de

ce zonage vis-à-vis des sollicitations

internes (dans le radier)

• Tasplaq permet de mener un calcul de

type « plaque sur ressorts

surfaciques », c’est-à-dire, de

remplacer le sol multicouche par un jeu

de ressorts surfaciques hétérogènes

Evolutions majeures



Foxta – Tasplaq

Multicouche anisotrope avec stratigraphie quelconque (pendage variable)

Evolutions majeures

• Sol multicouche anisotrope quelconque

• Pendage variable

• Définition du sol par de « boreholes »

• Modules de déformation différenciés : Eh ≠ Ev

• Réintégration du modèle de Boussinesq

• Evaluation à base de simulations numériques 3D

→ benchmark (à titre d’exemple)



Foxta – Tasplaq

Multicouche anisotrope quelconque avec stratigraphie quelconque (pendage variable)

Evolutions majeures

Etudes EPR UK



Foxta – Tasplaq

Multicouche anisotrope quelconque avec stratigraphie quelconque (pendage variable)

Evolutions majeures

0,005 to 0,021 m

A B

C D

0,005 to 0,022 m 0,005 to 0,023 m

0,002 to 0,024 m



Foxta – Tasplaq

Tasplaq : module de rechargement Eur

Evolutions majeures

• Pour radier fondé au fond d’une excavation

• Distinction entre module de chargement et celui de

rechargement

• Traitement itératif et automatisé

• Disponible en 3D et 2D



Foxta – Tasplaq

Maillage triangulaire Géométrie quelconque

• Optimisation du maillage : facteur de raffinement modifiable sur l’interface

Evolutions majeures



Foxta – Tasseldo

Brève description

Tasseldo: tassements et contraintes dans un multicouche

Sol multicouche

• Sol multicouche horizontal avec une loi de

diffusion de contraintes de type Boussinesq

• Charges verticales de forme quelconque,

appliquées en surface ou en profondeur

• Calcul des tassements selon un modèle

élastique 3D/1D ou/et œdométrique

• Prise en compte d’une évolution temporelle

(prédéfinie) des tassements



Foxta – Tasseldo

Domaine d’application étendu

• Prise en compte du pendage

• Assistant consolidation (modèle 1D avec ou

sans drains)

• Prise en compte d’une loi de dégradation sur

E ou sur G

• Prise en compte du fluage et du phasage

Evolutions majeures



Foxta – Fondsup


• Intégration des normes étrangères (SPT, c/f)

• Vérification du glissement et du renversement « purs »

• Portance sismique au sens de l’Eurocode 8

• Génération automatique des diagrammes d’interaction

(H, V, M)

Evolutions majeures



Foxta – Fondprof


• Intégration des normes étrangères (SPT, c/f)

• Intégration de l’approche « cône » en traction

• Prise en compte de l’effet de groupe (réglementaire)

• Calcul simultané de plusieurs pieux

Evolutions majeures



Foxta – Taspie


• Traitement des effets de bord: nombre fini

d’inclusions

• Introduction comportement œdométrique

avec prise en compte du fluage (application

inclusions rigides)

• Loi « t-z » définie à partir de Em, qc ou G

(applications sismiques) / ajouter schéma t-z

(fraznk et zaho / avec flèche indiquant pente

fonction de Em / qc ou G au choix

Evolutions majeures

Réaction

tangentielle

Réaction

en pointe

Définies à partir

de Em, qc ou G



Foxta – Taspie


• Traitement des effets de bord: nombre fini

d’inclusions

• Introduction comportement œdométrique

avec prise en compte du fluage (application

inclusions rigides)

• Loi « t-z » définie à partir de Em, qc ou G

(applications sismiques) / ajouter schéma t-z

(fraznk et zaho / avec flèche indiquant pente

fonction de Em / qc ou G au choix

Evolutions majeures



Foxta – Thermopie

Traitement des effets thermiques

• Groupe de pieux géothermiques en interaction avec

la structure

• Structure représentée par une matrice de rigidité

équivalente

• Formulation matricielle dérivée de celle de Groupie

Evolutions majeures



Foxta – Piecoef


• Loi « p-y » définie à partir de Em,

qc ou G (applications

sismiques)

• Possibilité de définir la loi de

comportement à 10 paliers

(3 paliers actuellement)

Evolutions majeures

Qsl = qsl x P frottement linéique limite (kN/m)

Kt = kt x P module de réaction tangentielle (kN/m²)

Qb = qb x S résistance limite en pointe (kN)

Kb = kb x S raideur en pointe (kN/m)

Ru = pl x B réaction (linéique) frontale limite (kN/m)

Kf = kf x B module de réaction frontale (kN/m²)

Définie à partir de

Em, qc ou G

ks1 (1er palier)

réaction

du sol (kPa)

déplacement

relatif

y - g

ks2 (2e palier)

(3e palier)

p1

p2



Foxta – Piecoef


• Génération automatique des diagrammes

d’interaction T-M pour un critère de

conception donné:

– flèche maximale

– moment fléchissant maximal

– effort tranchant maximale

– autre

Evolutions majeures

Exemple : 10 000 cas de charges traités en 30 secondes



Foxta – Groupie


• Chargement quelconque (répartir ou concentré) sur la semelle

• Semelle déformable (radier sur pieux)

maillage automatique (noyau dérivé de Tasplaq)

• Lois « p-y » et « t-z » définies à partir de Em, qc ou G

(applications sismiques)

• Génération des combinaisons de charges

Evolutions majeures



Foxta – Piecoef et Groupie

Dégradation du module de réaction frontal

Autres fonctionnalités



Foxta – Piecoef et Groupie

Nouveaux assistants « Section »

• Sections proposées:

– Section rectangulaire pleine

– Section circulaire

– Section tubulaire

• Résultats:

– EI : rigidité en flexion

– ES : rigidité axiale

– GS’ : rigidité en cisaillement

Autres fonctionnalités



Foxta – Fondations semi-profondes

Nouveau module intégré

• Fondation supposée rigide avec

lois « t-z » et « p-y » adaptées

• Caractérisation à partir de Em, qc ou G

(applications sismiques)

• Génération automatique des

diagrammes d’interaction (H, V, M)

• Élastoplastique avec décollement

Evolutions majeures



K-Réa – Evolutions récentes

Calcul des écrans de soutènement



K-Réa

Calcul d’écrans de soutènement par la méthode de coefficients de réaction (MISS-K)




K-Réa

Plusieurs types de soutènement possibles

Nouveau assistant de définition de l’écran

Discontinus

Sécants

Pieux circulaires

Section pleine

Section tubulaire

Tangents

Profilés

métalliques

Discontinus

Tangents

Profilés IPE, IPN, HEA, HEB, HEM, HD, HL , HP, Tubes…

Mixtes

Ecrans continus Paroi moulée et palplanches



K-Réa

Calcul d’écrans par la méthode de coefficients de réaction (MISS-K)


• Projets écran simple • Projets double-écran (calcul sans itérations!)



K-Réa

Impression du rapport final

• Possibilité d’imprimer un rapport final de

tous les calculs réalisés avec la possibilité

de choisir ce qui doit être imprimé



K-Réa

Ecran circulaire

• Calcul de la raideur cylindrique en fonction de

l’épaisseur et du rayon de l’enceinte Rc*

• Possibilité de prendre en compte la tolérance vertical

de forage

Nouveau assistant de définition de l’écran Rmoy, écran

Panneaux



K-Réa

Ecran de palplanches en « U »: AU, PU et GU

• Conforme à l’Eurocode 3 – Partie 5 – Annexe

Nationale Française

• Prise en compte le coefficient bD de dégradation du

produit d’inertie de l’écran

EIécran = bD x EIpalplanches

en fonction de :

– type de palplanche: simple ou double solidarisée

– nombre d’appuis

– type de sol

Nouveau assistant de définition de l’écran



K-Réa

Approches proposées par l’Eurocode 7 (NF P 94-282)

Principales fonctionnalités

• Approche 1

• Approche 2/2*

• Approche 3



K-Réa

Vérifications à l’ELU (NF P 94-282)


• Défaut de butée MEL/MISS • Equilibre vertical

• Stabilité du massif d’ancrage

(Kranz)



K-Réa

• Prise en compte vis-à-vis du défaut de butée

• Déformée à l’ELS non pénalisée par cette « sur-excavation »

Gestion automatique de la « sur-excavation » à l’ELU (NF P 94-282)



K-Réa

Différents types d’appui possible

• Butons

• Tirants

• Encastrements

• Appuis surfaciques

• Liernes circulaires

• Liaisons linéiques

• Liaisons surfaciques (dalles)




K-Réa

Cas particulier de l’appui en bracon

• Calcul automatique de la raideur équivalente du système

« bracon + semelle »

• Kbracon : calcul classique de raideur à partir de Lu

• Ksem : estimée à partir de la méthode pressiométrique

Nouveau assistant de définition d’un appui en bracon



K-Réa

Gestion automatique à partir de :

• Définition de familles de charges

• Définition des combinaisons à calculer:

• Définition des coefficients pondérateurs

de chaque famille au sein de chaque

combinaison

• Choix des combinaisons à calculer à

chaque phase

Ceci réduit énormément le nombre de projets

à calculer!

Combinaisons de charges



K-Réa

Prise en compte du séisme

• Méthode de calcul de Mononobé-Okabé (méthode pseudo-statique)

Conditions sismiques

Pa + ΔPad

kV

kH

Coefficients sismiques

Pécran x (1+kV)

Pécran x kH

Pw + ΔPwd

Pb + ΔPbd

Pressions limites augmentées

Pressions d’eau augmentées

Pa – ΔPad

Pw – ΔPwd

Pb – ΔPbd

Pressions limites diminuées

Pressions d’eau diminuées

Raideur des tirants diminuée

Figure FCU



K-Réa


• Méthode de calcul de Mononobé-Okabé (méthode pseudo-statique)


Poussée

δϕ α

W + FV

FH

PRf

Hα telle que P

soit maximale

Rc

δ

ϕα

W + FV

FH

P

Rf

H

Rc

α telle que P

soit minimale

Butée



K-Réa


• Méthode cinématique du calcul à la rupture




K-Réa

Calcul de la poussée et butée limite d’un sol multicouche avec TN non horizontal

• Effet d’un talus

• Effet d’une risberme

• Effet d’une surcharge

• Prise en compte du séisme

• Prise en compte des conditions

hydrauliques

Intégration de la méthode cinématique du calcul à la rupture sur K-Réa



K-Réa

Calcul de la poussée et butée limite d’un sol multicouche avec TN non horizontal

• Effet d’un talus

• Effet d’une risberme

• Effet d’une surcharge

• Prise en compte du séisme

• Prise en compte des conditions

hydrauliques

Intégration de la méthode cinématique du calcul à la rupture sur K-Réa



Merci de votre attention

Marc Huerta

[email protected]

http://www.terrasol.fr/

setec Tour Central Seine 42 - 52, quai de la Rapée 75583 Paris cedex 12 Tél +33 1 82 51 68 00 Fax +33 1 82 51 68 00 [email protected]

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