Conception d'un mur cantilever Résumé Ce cahier technique décrit comment concev

Conception d'un mur cantilever Résumé Ce cahier technique décrit comment concevoir et analyser un mur can- tilever. Dans ce but, le programme  Murs Cantilever  sera utilisé, le chier associé est  Demo_manual_02.guz . ATTENTION : Dans ce document, l'utilisateur sera guidé à travers toutes les étapes de dé nition et d'analyse d'un projet géotechnique, dans un contexte établi par l'auteur. L'utilisateur doit être informé que les réglages de l'analyse (onglet  Paramètres ) sont de sa responsabilité et doivent être véri és/adaptés avant de commencer tout nouveau projet. 1 Projet Concevez un mur cantilever d'une hauteur de 4 m et analysez-le selon la norme EN 1997 - DA1 (EC 7-1, Approche de calcul 1). Le terrain derrière la structure est horizontal. La nappe phréatique se trouve à une profondeur de 2 m sous la surface. Une surcharge de type bande d'une longueur de 5 m et d'une intensité de 10 kN/m2 agit derrière le mur. Le sol de fondation est constitué de limon sableux (MS) ayant une capacité portante admissible de 175 kPa. Le sol derrière le mur est fait de sable avec trace de nes (S-F). Le mur cantilever sera en béton armé de classe C 20/25. 1 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 1  Schéma du mur cantilever  Projet Les paramètres des sols sont dé nis de la façon suivante : Nom du sol Pro l Poids volumique γ [kN/m3] Angle de frottement interne ϕef [◦] Cohésion du sol cef [kPa] Angle de frottement interne struc- ture/sol δ [◦] Poids volumique saturé γsat [kN/m3] S  F 0,0  4,0 17,5 28,0 0,0 18,5 18,0 MS > 4,0 18,0 26,5 30,0 17,5 18,5 Table 1  Tableau des paramètres du sol 2 Solution Pour résoudre ce problème, nous allons utiliser le programme GEO5  Murs Cantilever . Le texte ci-après décrit la solution pas à pas. Dans un premier temps, dans le cadre  Paramètres , cliquez sur le bouton  Sélectionner paramètres  et choisissez le paramétrage n° 3   Standard  EN 1997  DA1 . 2 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 2  Fenêtre de dialogue Liste des paramètres de calcul Dans le cadre  Géométrie , sélectionnez la quatrième forme et saisissez ses dimensions comme sur l'illustration ci-dessous : Figure 3  Cadre  Géométrie  A présent, la structure ressemble à ceci : 3 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 4  Cadre  Géométrie  - Schéma du mur cantilever Dans le cadre  Matériau , dé nissez le matériau du mur. Le mur aura un poids volumique de γ = 25 kN/m3 et sera fait de béton de classe C 20/25 et d'acier de classe B500. Figure 5  Cadre  Matériau  - Saisie des caractéristiques matérielles de la structure Dans le cadre  Pro l , nous allons dé nir une interface de sol à une pro- fondeur de 4 m en utilisant le bouton  Ajouter . 4 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 6  Cadre  Pro l  Ensuite, nous allons dans le cadre  Sols . Nous allons dé nir les paramètres du sol comme sur l'image ci-dessous en cliquant sur le bouton ajouter. Dans un premier temps, nous ajouterons le sol S-F qui se trouvera derrière le mur ; ensuite, nous ajouterons le sol MS, qui constituera le sol de fondation. Figure 7  Fenêtre de dialogue  Ajouter des nouveaux sols  - Ajout du sol S-F 5 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 8  Fenêtre de dialogue  Ajouter des nouveaux sols  - Ajout du sol MS Remarque : L'intensité de la pression active dépend également du frottement entre la structure et le sol. L'angle de frottement dépend du matériau de la structure et de l'angle de frottement interne du sol - normalement saisi dans l'intervalle : δ ∈[1/3 · ϕef, 2/3 · ϕef] Nous allons à présent assigner les sols aux couches géologiques dans le cadre  Assignation . 6 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 9  Cadre  Assignation  Dans le cadre  Terrains , choisissez la forme correspondant à un terrain horizontal. Figure 10  Cadre Terrains Maintenant, nous allons passer au cadre  Eau  et sélectionner le type d'eau à proximité de la structure et remplir ses paramètres, comme indiqué dans l'image ci-dessous : 7 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 11  Cadre  Eau  Passez ensuite au cadre  Surcharge . Cliquez sur le bouton  Ajouter  et sélectionnez une surcharge de bande permanente d'intensité 10 kN/m2 agissant comme une charge morte sur le terrain sur une distance de 5 mètres, comme indiqué dans l'image ci-dessous : Figure 12  Fenêtre de dialogue  Nouvelle surcharge  Dans le cadre  Pression à l'avant , sélectionnez la forme du terrain devant le mur, puis dé nissez d'autres paramètres de la résistance sur la face avant. 8 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 13  Cadre  Pression à l'avant  Remarque : Dans ce cas, nous ne considérons pas la résistance sur la face avant, les résultats seront donc classiques. La pression à l'avant de la struc- ture dépend de la qualité du sol et du déplacement admissible de la structure. On peut considérer la pression au repos pour le sol d'origine, ou un sol bien compacté. Il n'est possible de considérer la pression passive que si le déplace- ment de la structure est autorisé. (pour plus d'informations, voir AIDE  F1). Ensuite, dans le cadre  Paramètres de la phase , dé nissez la  Situation de calcul  comme permanente, et la pression agissant sur le mur comme :  Le mur peut se déplacer (pression active) , car le mur le peut. Figure 14  Cadre  Paramètres de la phase  Remarque : Un fût de mur est généralement dimensionnée en fonction de la pression des terres au repos, c'est-à-dire que le mur ne peut pas se dé- placer. L'évaluation du fût et du mur pour la pression active ne se fait que dans des circonstances exceptionnelles - telles que les eets d'un tremblement de terre (situation de calcul sismique avec un coe cient partiel égal à 1,0). À présent, l'étude ressemble à ceci : 9 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 15  Structure à analyser Maintenant, ouvrez le cadre  Véri cation , dans lequel nous pouvons voir les résultats concernant le reversement et le glissement du mur cantilever. Figure 16  Cadre  Véri cation  Remarque : Le bouton  En détail  dans la partie droite de l'écran ouvre une fenêtre de dialogue présentant des informations détaillées sur le résultat de l'ana- lyse. 2.1 Résultats de l'analyse La véri cation de la résistance au glissement n'est pas satisfaisante. Le pro- gramme donne, pour la structure, les résultats suivants : 10 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Le glissement s'est avéré non satisfaisant, nous devons donc modi er la conception. Il existe plusieurs possibilités permettant d'améliorer la conception. Par exemple, nous pouvons :  utiliser un sol (à l'arrière du mur) présentant de meilleures caractéris- tiques  ancrer la base  augmenter le frottement en inclinant le sol de fondation  ancrer le fût. Ces changements seraient économiquement et technologiquement exigeants, nous allons donc plutôt choisir l'alternative la plus pratique, qui est de modi er la géométrie du mur et d'introduire une bêche. 2.2 Modi cation Retournez dans le cadre  Géométrie  et modi ez la forme du mur canti- lever. Pour augmenter la résistance au glissement , nous allons introduire une caractéristique nommée bêche. Modi ez la forme du mur et introduisez les va- leurs de x1 et x2 comme indiqué sur la gure : Figure 17  Cadre  Géométrie  - Modi cation des dimensions du mur can- tilever Remarque : Une bêche est généralement analysée comme une semelle incli- née. Si l'in uence de la bêché est évaluée comme une résistance de face avant, le programme l'analysera avec une semelle droite, mais la résistance de la face avant de la construction sera analysée jusqu'à la profondeur de la partie infé- rieure de la bêche (Plus d'informations dans AIDE - F1). 11 Cahier technique n°2 Mise à jour 12/2019 2 SOLUTION Figure 18  Nouvelle forme de la structure A présent, nous pouvons analyser la structure nouvellement conçue. Figure 19  Cadre  Véri cation  Cette fois-ci, le renversement et le glissement du mur sont satisfai- sants (Taux de travail : 49,4 % et 64,9%). Ensuite, dans le cadre  Capacité portante , eectuez une analyse pour sol de fondation, si la capacité portante du sol de fondation est de 175 kPa. Figure 20  Cadre  Capacité portante  uploads/Ingenierie_Lourd/ em2-fr.pdf

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