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Partie F : Module TASPIE - p. 1 Copyright  FoXta - TERRASOL Programme FoXta Pa

Partie F : Module TASPIE - p. 1 Copyright  FoXta - TERRASOL Programme FoXta Partie F : Module TASPIE TABLE DES MATIERES F.1. ASPECT THEORIQUE................................................................................................................................ 3 F.1.1. TASSEMENT ET EFFORT EN TETE................................................................................................................ 3 F.1.2. FROTTEMENT LATERAL ET CONTRAINTE EN POINTE .................................................................................. 4 F.1.3. CALCUL PRATIQUE GENERAL .................................................................................................................... 6 F.1.4. CALCULS DE CAPACITE PORTANTE............................................................................................................ 6 F.1.5. APPLICATIONS ET LIMITES D'UTILISATION................................................................................................. 7 F.2. MANUEL D'UTILISATION........................................................................................................................ 8 F.2.1. ONGLET 1 : PARAMETRES GENERAUX....................................................................................................... 8 F.2.2. ONGLET 2 : DEFINITION DU PIEU............................................................................................................... 9 F.2.3. ONGLET 3 : DEFINITION DE LA LOI DE FROTTEMENT ............................................................................... 10 F.2.3.1. Loi de frottement qs = qs(y)........................................................................................................... 10 F.2.3.2. Loi de frottement FRANK et ZHAO ou MONNET et BERNHARDT.............................................. 11 F.2.4. ONGLET 4 : DEFINITION DE LA LOI DE CONTRAINTE EN POINTE............................................................... 14 F.2.4.1. Contrainte en pointe qp = qp(y)..................................................................................................... 14 F.2.4.2. Loi de contrainte en pointe FRANK et ZHAO ou MONNET et BERNHARDT .............................. 14 F.2.5. ONGLET 5 : TASSEMENTS IMPOSES DU SOL ............................................................................................. 16 F.2.5.1. Tassements imposés du sol – Importer un résultat de Tasseldo..................................................... 17 F.2.5.2. Tassements imposés du sol – Importer un résultat de Tasneg........................................................ 18 F.2.5.3. Tassements imposés du sol – Importer un résultat de Taspie ........................................................ 19 F.2.6. ONGLET 6 : PARAMETRES DE CALCUL..................................................................................................... 20 F.2.7. ONGLET 7 : CALCUL DES TASSEMENTS ................................................................................................... 21 F.2.7.1. Résultats......................................................................................................................................... 22 F.2.7.2. Fichier de résultats ........................................................................................................................ 25 F.3. EXEMPLES DE CALCUL TASPIE ......................................................................................................... 26 F.3.1. EXEMPLE 1.............................................................................................................................................. 26 F.3.1.1. Présentation du problème .............................................................................................................. 26 F.3.1.2. Saisie des données.......................................................................................................................... 27 F.3.2. EXEMPLE 2.............................................................................................................................................. 35 F.3.2.1. Présentation du problème .............................................................................................................. 35 F.3.2.2. Saisie des données.......................................................................................................................... 36 F.4. CONSTITUTION DU FICHIER TASPIE................................................................................................ 39 Partie F : Module TASPIE - p. 2 Copyright  FoXta - TERRASOL Partie F : Module TASPIE - p. 3 Copyright  FoXta - TERRASOL Programme FoXta Partie F : Module TASPIE F.1. ASPECT THEORIQUE Dans ce chapitre on présente les principes de calcul du module TASPIE. TASPIE est un programme de calcul du tassement d'un pieu isolé selon la méthode des fonctions de transfert (frottement en fonction du déplacement vertical). La formulation est celle donnée par COYLE et REESE (ASCE mars 1966). F.1.1. Tassement et effort en tête On considère un tronçon de pieu de longueur ∆H. Connaissant à la base la valeur de l'effort Qb et du déplacement yb, on détermine, par la loi de Hooke, le raccourcissement ∆y du demi-tronçon inférieur, en supposant le frottement latéral, τ(yM), constant sur sa hauteur ∆H/2 (Figure F.1). ( ) M B P S B P b y E D H D E D H Q y τ π ⋅ ⋅ ⋅ ∆ ⋅ + ⋅ ⋅ ∆ ⋅ ⋅ = ∆ 2 2 2 2 2 (1) • DP : diamètre équivalent du point de vue de la section à S = π.DP²/4 • DS : diamètre équivalent du point de vue du périmètre à P = π.DS • ∆H : hauteur de l'élément • yM : déplacement au centre de l'élément • τ(yM) : valeur moyenne du frottement sur ∆H • EB: module de déformation du matériau constitutif du pieu • Qb : effort à la base, égal à Qp pour l'élément de pointe • yb : déplacement à la base de l'élément Figure F.1 : Schéma d'un tronçon En posant ∆y = yM - yb, on peut également écrire (1) sous la forme suivante : ( ) 0 2 2 2 2 2 = − ⋅ ⋅ ⋅ ∆ ⋅ + ⋅ ⋅ ∆ ⋅ ⋅ + = M M B P S B P b b y y E D H D E D H Q y F τ π (2) Partie F : Module TASPIE - p. 4 Copyright  FoXta - TERRASOL Alors, yM est la solution de (2), déterminée par itérations successives, en faisant, un test sur le rapport M y F par rapport à la précision voulue. Ensuite, à partir du déplacement yM au centre de l'élément, déterminé précédemment par (2), on calcule l'effort appliqué en tête du demi tronçon inférieur donné par : ( ) M S b M y H D Q Q τ π ⋅ ∆ ⋅ ⋅ + = 2 (3) Connaissant cet effort et celui à la base Qb, on en déduit l'effort en tête de l'élément à partir de : ( ) b M T b M b T Q Q Q Q Q Q Q − = − + = 2 : où d' 2 (4) Le déplacement en tête yT de l'élément considéré s'écrit : H E D Q y y B P M b T ∆ + = . . 4 . 2 π (5) F.1.2. Frottement latéral et contrainte en pointe L'effort en pointe Qp ainsi que la distribution du frottement latéral τ(y) sont, soit définis point par point par l'utilisateur, soit calculés directement par le programme à partir des lois de mobilisation de l'effort en pointe et de mobilisation du frottement latéral en fonction du déplacement vertical, proposées par FRANK et ZHAO – 1982, basées sur le module pressiométrique EM (Figure F.2). Figure F.2 : lois de mobilisation du frottement latéral et de l'effort de pointe Avec : • S M t D E K 2 = et P M p D E K 11 = pour les pieux forés dans des sols fins, • S M t D E K 8 . 0 = et P M p D E K 8 . 4 = pour les pieux forés dans des sols granulaires. Pour les pieux battus dans des sols fins ou granulaires, les mêmes règles sont retenues. Partie F : Module TASPIE - p. 5 Copyright  FoXta - TERRASOL Le programme TASPIE donne également la possibilité de prendre en compte un tassement imposé en tête de chaque couche. Dans ce cas, la mobilisation du frottement latéral et de la charge en pointe dépend du tassement relatif égal à la différence : tassement(pieu) – tassement_imposé(sol). Lorsque le tassement imposé, qui peut correspondre au tassement du sol est supérieur au tassement du pieu, le frottement est négatif. La variation du frottement négatif en fonction du tassement relatif est la même que dans le domaine positif, à un coefficient de pondération γ près (en général γ = 1.3), défini par l'utilisateur, qui est appliqué non seulement au frottement mais aussi au déplacement. Comme le montre la figure ci-dessous, les points limites sont déplacés selon une homothétie de facteur γ mais la pente des droites est inchangée y-t0 τ Kt Kt/5 Kt Kt/5 −γ.yqsl/2 −γ.yqsl yqsl/2 yqsl −γ.qsl/2 −γ.qsl qsl/2 qsl α1 α2 α3 α3 α2 −γ.y3 −γ.y2 q3 y-t0 τ −γ.y1 y1 −γ.q1 −γ.q2 q1 q2 y2 y3 −γ.q3 α1 Fig 3a et 3b : Frottement latéral pour des valeurs positives et négatives du déplacement relatif Loi de mobilisation définie par la méthode de Frank et Zhao Loi de mobilisation quelconque définie point par point Figure F.3a et b : Les deux types de frottements latéraux du module TASPIE Partie F : Module TASPIE - p. 6 Copyright  FoXta - TERRASOL F.1.3. Calcul pratique général Le pieu est découpé en n tronçons identiques de longueur ∆H. Le programme commence par calculer la valeur de l'effort en pointe Qp puis pour chaque élément depuis la pointe jusqu'à la tête, l'équation (2) est résolue par itérations successives et l'effort en tête est calculé grâce à (4). Le passage de l'élément i-1 à l'élément i se fait en appliquant : ( ) ( ) ( ) ( ) 1 et 1 − = − = i y i y i Q i Q T b T b . Ainsi au niveau de l'élément en tête de pieu, le déplacement et l'effort en tête récupérés sont le déplacement résultant et l'effort total appliqué sur le pieu. La raideur verticale équivalente est également calculée en faisant le rapport de l'effort sur le déplacement correspondant . Plusieurs calculs successifs sont réalisés en incrémentant la valeur du déplacement en pied du pieu, ce qui permet d'établir la courbe de chargement du pieu liant l'effort appliqué en tête au déplacement vertical. F.1.4. Calculs de capacité portante Par ailleurs, le programme calcule les valeurs réglementaires suivantes de capacité portante : • la capacité ultime et la charge de fluage du pieu déterminées selon les indications du fascicule 62 titre V du C.C.T.G., • la charge limite à l'E.L.S (en combinaison quasi permanente et combinaison rare) et à l'E.L.U. (en combinaison fondamentale et accidentelle), déterminées selon les règles du fascicule 62 titre V du C.C.T.G., ainsi que la charge admissible évaluée selon le D.T.U 13.2. En fin de calcul, grâce à la courbe de chargement construite à partir des différents incréments de calcul, une interpolation linéaire est faite pour déterminer le déplacement et la raideur correspondant aux différentes charges décrites ci-dessus. Partie F : Module TASPIE - p. 7 Copyright  FoXta - TERRASOL F.1.5. Applications et limites d'utilisation La formulation introduite dans ce programme permet de traiter aussi bien le cas de pieux circulaires que celui de barrettes de section quelconque. La possibilité de saisir uploads/Voyage/foxta-partief-v2-0-0.pdf