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Comment ajouter des couches de sol, comment créer un profil de couche de sol

Avant de commencer

Comment attribuer un profil de couches de sol ?

  1. Sélectionnez les poutres/dalles sous lesquelles vous souhaitez appliquer des couches de sol, puis cliquez sur « ».
  2. Avec le déplacement en Y, sélectionnez « Couches de sol » puis cliquez sur « ».
  3. Ensuite, cliquez sur « » et configurez les paramètres généraux :
    • Vous avez le choix entre le test CTP (fréquemment utilisé en Belgique et aux Pays-Bas) et le test de Ménard (utilisé en France).
    • Indiquez la position du niveau de l’eau par rapport au niveau initial du sol. Ce paramètre permet de déterminer si Diamonds doit calculer les contraintes du sol en utilisant la densité humide ou la densité sèche du sol. Vous devez définir manuellement toute pression d’eau et/ou de sol en tant que charge!
    • Cochez cette case si vous souhaitez que la couche inférieure s’étende jusqu’à l’infini. Cette option est cochée par défaut, car elle permet d’obtenir une valeur prudente pour le règlement.
  4. Cliquez sur « » pour ajouter une nouvelle couche de sol.
    Saisissez les propriétés d’une couche de sol (voir ci-dessous).
    Si vos dalles de fondation se trouvent à différents niveaux (coordonnée Y), vous devez saisir les couches de sol en commençant par le niveau du sol.
  5. Ajoutez autant de couches de terre que nécessaire.
  6. Cliquez sur « OK » pour fermer toutes les boîtes de dialogue.
  7. Cliquez sur « » pour lancer l’analyse élastique.
    Dans l’onglet « Sol », définissez le load group ou la combinaison de charges de référence sur une combinaison ÉLS.

    Un tableau présentant les couches de sol ne convient pas aux calculs par la MEF. Les couches du sol sont donc traduites en fonctions. Chaque nœud du maillage dans la fondation aura une fonction qui dépendra des charges présentes au niveau de ce nœud… C’est pourquoi vous devez choisir une combinaison de référence
    Les charges de la combinaison de référence détermineront le comportement de la fonction « sol ».
    Dans Diamonds, les fonctions liées au sol ne peuvent être configurées que pour une seule chose : soit comprendre le comportement du sol sous compression, soit comprendre celui du sol sous traction.
    Par conséquent : si vous avez besoin de déterminer le tassement dans des combinaisons comportant principalement des charges verticales vers le bas, vous devez choisir une combinaison de référence comportant principalement des charges verticales. Si votre modèle comporte également des combinaisons constituées principalement de charges verticales vers le haut (pression de l’eau), vous devez alors refaire le calcul une deuxième fois, en utilisant une combinaison de référence comportant également principalement des charges verticales vers le haut.
    Si vous essayez de calculer une combinaison composée principalement de charges verticales ascendantes, à partir d’une combinaison de référence contenant principalement des charges verticales descendantes, cela peut entraîner des problèmes d’itération.

Paramètres du sol pour un essai CPT
Pour réaliser un essai de pénétration au cône (ou CPT), vous devez saisir les données suivantes :

  • L’épaisseur de la couche
  • La constante de compressibilité C est généralement indiquée dans la note de calcul CPT.
    Sinon, on peut le calculer à partir de :

        \[C \cdot q_c}{\sigma'_{v.0}}\]

    Avec

    • q_c : la résistance conique
    • \sigma'_{v.0} : la tension granulométrique à la profondeur h
    • Facteur de corrélation \alpha (voir EN 1997-1-2, tableau D.2)
  • La constante de recompressibilité A peut être calculée à partir de C, en fonction du type de sol
    (source : « Détermination de la compressibilité à partir d’essais in situ » – KVIV-TI)

    • Sable : A = 8 à 10 x C
    • Terre limoneuse : A = 4 à 5 x C
    • Argile : A = 3 × C
    • Tourbe : A = C
  • Le taux de drainage CC [%] Cette valeur permet de mesurer l’ampleur du tassement (relâchement) qui s’est produit entre le moment de l’excavation et celui du (re)chargement.

    • CC = 0 %
      Les travaux d’excavation et de chargement réalisés par l’entreprise de fondations s’enchaînent rapidement. Il n’est pas possible de laisser le sol se tasser. Au niveau des fondations, la contrainte du sol est égale à la contrainte géostatique initiale.
    • CC = 100 % (valeur par défaut)
      Il s’écoule un long délai entre les travaux d’excavation et le chargement par la fondation, ce qui entraîne la disparition progressive de toute pré-consolidation. Au niveau des fondations, la contrainte du sol est égale à 0 kN/m et elle se comportera comme la surface naturelle du sol.
      Il en résulte des ajustements plus importants (plus prudents) que lorsque CC = 0 %. Plus d’informations ici.

    Le temps de compactage ne dépend pas uniquement du délai entre l’excavation et le chargement, mais également du type de sol, et plus particulièrement de sa capacité de drainage. Plus un sol est capable d’évacuer facilement l’eau interstitielle, plus vite il se détendra et plus rapidement la pré-consolidation disparaîtra.

    • Pour une fosse de fondation en cours de drainage, le CC sera de 100 %.
    • Le sable se draine bien, donc le CC sera d’environ 100 %.
    • Les couches supérieures d’argile, de faible épaisseur, se draineront assez rapidement ; le CC se situera donc entre 50 et 75 %.
    • Les couches inférieures d’argile épaisses se draineront assez lentement ; la capacité de rétention d’eau (CC) se situera donc entre 25 et 50 %.
    • Les couches d’argile épaisses et profondes se drainent lentement ; le CC se situera donc entre 0 et 25 %.

    Dans la pratique, ce sont les valeurs de 0 % et 100 % qui sont le plus souvent utilisées.

  • Le taux de surconsolidation (OCR ) tient compte de la précharge, qui diffère d’une excavation. Par exemple : un ancien bâtiment sera démoli avant la construction d’un nouveau. Ou bien, un important tas de terre (au-dessus du niveau du sol) sera évacué avant le début des travaux.
    L’ancien bâtiment et le tas de terre constituent une précharge du sol qui ne peut être considérée comme une excavation. Pour cela, vous devrez augmenter la valeur OCR.
Paramètres du sol pour un essai de Ménard
Un essai au pressomètre fournit également les paramètres du sol nécessaires au calcul du tassement à l’aide d’une méthode itérative.
Cet essai est réalisé à l’aide d’un cylindre expansible. Il est soit placé directement dans un trou pré-foré, soit amené à la profondeur souhaitée par autoforage, enfoncement, vibration ou tout autre procédé approprié. Les mesures des déformations du sol, basées sur les pressions exercées sur la tête de sondage, vous permettent de représenter graphiquement les déformations en fonction des forces exercées et d’en déduire les caractéristiques mécaniques du sol.
Le module de compression pressuremétrique EMK ainsi déterminé à différentes profondeurs est parfaitement analogue à la constante de compression C. Les tassements sont déterminés selon la loi de Terzaghi, mais à l’aide de l’équation suivante :

    \[s(i)=\sum \frac{\alpha _{k}\cdot \Delta h}{E_{MK}}\cdot \Delta \sigma _{z}(i)\]

Dans cette formule, Δσz(i) correspond à la contrainte de traction verticale résultant des charges supérieures et observée au point i situé à la profondeur z. Δh correspond à l’épaisseur d’une couche du sol en question.
Le coefficient αk dépend de la nature du sol et peut être consulté dans le tableau ci-dessous :

Nature du sol Tourbe Argile Sol calcaire Sable Gravier
Très compact 1 2/3 1/2 1/3
Compacté de manière normale 1 2/3 1/2 1/3 1/4
Non compacté 1/2 1/2 1/3 1/4

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