FREITAG - Ouvrages en Sol Renforcé - Mode de Compatibilité
Short Description
Muros de suelos reforzado...
Description
Applications de l’Eurocode 7 Ouvrages en sol renforcé
Norme d’application de l’EC7 : NF P 94270:2009 Nicolas FREITAG
Eurocode Eurocode 7 – Soutènemen Soutènements ts – 30/11/2011 30/11/2011 Nicolas Nicolas Freitag Freitag – Terre Armée Internation Internationale ale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Ouvrages concernés Evolution de la règlementation
Ouvrages en remblai Ouvrages en déblai
Normes européennes d’exécution Etats limites Principes de justification
Concepts Approches Etats limites ultimes Etats limites de service
Eurocode Eurocode 7 – Soutènemen Soutènements ts – 30/11/2011 30/11/2011 Nicolas Nicolas Freitag Freitag – Terre Armée Internation Internationale ale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Ouvrages concernés Evolution de la règlementation
Ouvrages en remblai Ouvrages en déblai
Normes européennes d’exécution Etats limites Principes de justification
Concepts Approches Etats limites ultimes Etats limites de service
Eurocode Eurocode 7 – Soutènemen Soutènements ts – 30/11/2011 30/11/2011 Nicolas Nicolas Freitag Freitag – Terre Armée Internation Internationale ale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Exemples d’ouvrages en remblai renforcé
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Exemples d’ouvrages en remblai renforcé
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Ouvrages concernés
En remblai
En déblai
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Remblais renforcés par armatures métalliques
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Remblais renforcés par armatures synthétiques
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Remblais renforcés par géogrilles
A. Hérault Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Exemples de massifs cloués
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Déblais cloués
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Inclinaisons
0
14
45
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Evolution de la réglementation Remblais renforcés
1973
1979
“Livre bleu” LCPC - SETRA Les ouvrages en T.A. Recommandations et règles de l’art Premier document mettant en œuvre des coefficients partiels
1991
Note technique LCPC : La Terre Armée
NF P 94 220
1998
Révision de NF P 94 220 Inclusion des renforcements en forme de treillis soudés Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Evolution de la réglementation Clouage
1991
1998
Recommandations Clouterre
XP P94-240 – « Norme Clouterre »
2002
Additif Clouterre
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Une norme commune de justification : NF P 94270 (juillet 2009)
Regroupant : Clouage Remblais renforcés
Par armatures métalliques ou synthétiques Par treillis métalliques Par géosynthétiques, en particulier géotextiles et géogrilles
Excluant cependant : Les murs et talus inclinés ou très inclinés renforcés par des nappes géosynthétiques Une autre norme est en préparation :
NF G 38064 Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Normes européennes d’exécution
Exécution des travaux géotechniques spéciaux
Remblais renforcés : Clouage :
NF EN 14475:2007 prNF EN 14490:2007
Les normes de justification sous-entendent une exécution conforme des travaux
Les déboires rencontrés sont :
Souvent dus à une exécution incorrecte des travaux Rarement dus à un problème de calcul Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Stabilité générale de site
France Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Stabilité mixte
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Stabilité externe Capacité portante du sol de fondation
Inde Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Stabilité interne
Rupture des renforcements suite à dégradation prématurée (corrosion)
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France
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Stabilité interne
Rupture des connexions due à un tassement différentiel entre le remblai et le parement
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USA
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2 conceptualisations Concept « structures »
Hérité des murs de soutènement traditionnels
Méthodes semi-empiriques
« Ecole » : murs en remblai renforcé par armatures
Approche de calcul 2
Concept « géotechnique »
Hérité des méthodes de justification de la stabilité des pentes
Méthodes théoriques
« Ecoles » : talus en remblai renforcé par géosynthétiques murs et talus cloués
Approche de calcul 3
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Approche « structures »
Le sol renforcé est fretté par les lits de renforcements
Il se comporte comme un matériau composite doté d’une cohésion artificielle
L’ouvrage fonctionne ainsi comme un "massif", un mur-poids soumis
à son poids propre à la poussée du terrain qu’il soutient aux surcharges sur l’ouvrage aux poussées qu’elles induisent
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Approche « structures »
Les principes de dimensionnement (externe et interne) sont basés essentiellement sur l’observation du comportement réel en service
ouvrages réels, modèles réduits 1979 et modèles numériques 1992
Ces principes sont d’abord valables pour les ouvrages de géométrie classique, renforcés par des armatures peu extensibles de type courant
bandes, treillis soudé Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Approche de calcul 2
Actions élémentaires (poids et poussées)
Q1
Q2
Calculés avec les valeurs caractéristiques γk , φ’ k et c’ k Et pondérés W Cas 1
Cas 2
W
1,35
1,00
P
1,35
1,35
Q1
1,50
-
Q2 – Pq
1,50
1,50
Pq φ2’
Rv
φ1’
P
φ3’ c3’ ou cu3
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Approche « géotechnique »
Modèles de calcul cités par la norme :
Modèles « sans déplacement » Méthode des tranches de Bishop Méthode des perturbations Méthode cinématique du calcul à la rupture Modèles « avec déplacement » Basés sur la méthode de Bishop En particulier pour les ouvrages renforcés par nappes géosynthétiques L’effort repris par chaque lit est fonction d’un déplacement simulé le long de la surface de rupture
q
φ1’
φ3’ c3’ ou cu3
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Approche de calcul 3
Paramètres de sol
Non pondérées
Actions variables
q
Actions permanentes
Réduits
Pondérées 1,3
Coefficient spécifique P 94270
φ1’
φ2’
Facteur partiel de modèle 1,1 γφ’
1,25
γc’
1,25
γcu
1,40
φ3’ c3’ ou cu3
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4 grands niveaux de justification
Justification
STABILITE GENERALE STABILITE EXTERNE
Justification
de la solution globale et de la géométrie du massif approche 3 approche 2
de la distribution des renforcements et du parement
STABILITE INTERNE du massif et du parement STABILITE MIXTE
approche 2 approche 3
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Stabilité générale (appr. 3)
Permet de justifier
Vérifiée le long des surfaces de rupture potentielle
Du bon choix de la solution Remblais renforcés seuls Ou associés avec d’autres moyens de stabilisation des sol Ou utilisation de matériaux de remblais légers De la géométrie des massifs
circulaires ou quelconques Bishop Perturbations Ou par calcul à la rupture, approche cinématique Spirales log.
Facteur partiel de modèle :
Mobilisation de la résistance au cisaillement du sol 1,1 pour les ouvrages peu sensibles au déformations 1,2 pour les ouvrages sensibles au déformations
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Stabilité externe (appr. 2)
Analogie avec les murs de soutènement traditionnels Glissement sur la base (méthode analytique)
On vérifie que la composante Hd des composantes de la résultante est compatible avec
la résistance de frottement mobilisable dans le remblai du massif sous Vd (fonction de φ1k) la résistance de frottement mobilisable dans le sol de fondation sous Vd (fonction de φfk, cfk sur la largeur L)
Vd
φ1k φfk, c fk
Hd L
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Stabilité externe (appr. 2)
Poinçonnement du sol de fondation (méthode semi-empirique)
On vérifie que la composante verticale Vd, exercée sur la largeur réduite 2x est compatible avec la portance du sol de fondation sur cette largeur réduite
VRdv
x
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Stabilité interne (appr. 2)
Méthode semi-empirique
Ligne des tractions maximales
lieu des points où les tractions sont maximales dans les renforcements
0.6Hm tm
frontière entre les zones dites "active" et "résistante"
ligne définie par le schéma, pour les proportions courantes
0.3Hm
0.4Hm
L ≈ 0,7 Hm
éventuellement L > 0,5H m
0.2Hm
L
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Stabilité interne (appr. 2)
Méthode proposée par la norme
Méthode d’équilibre local Identique à celle pour la pression sur la base Equilibre de blocs -> Rv et x Calcul de type « Meyerhof » -> contrainte de calcul
Rv
σ v
σv xt
m
= σh ∗ s v
2x
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Stabilité interne (appr. 2)
Effort de traction maximale t m 1.6Ka
K
sur la ligne des tractions maximales, σh = Kσ v σh et σv sont liées par:
t
z ≥ 6m
K = Ka
z < 6m
Ka ≤ K ≤ 1,6 Ka
dans les lit de renforcements espacés de sv, l’effort tm équilibre la contrainte horizontale σh: t m = σh ∗ s v
=
σ
h
∗
s
v
tmφsv
1k
pour les murs en remblai verticaux ou à fruit :
m
6m
Ka
z
K a = tan
2
π 4
−
ϕ1k 2
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Stabilité interne (appr. 2)
Effort admissible - rupture
On vérifie que tm est inférieur à la résistance de rupture de traction
résistance de calcul à la fin de la durée d’utilisation de projet requise
t
m
=
σ
h
∗
s
v
tmφsv
1k
Coefficient de sécurité : Pour les renforcements métalliques :
1,00 sur la limite élastique
1,25 sur la limite de rupture
Pour les renforcements géosynthétiques :
1,25
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Stabilité interne (appr. 2)
Effort admissible : adhérence sol/renforcements
les lits de renforcements sont ancrés dans la zone résistante l’effort mobilisé (rf) dépend de :
n bandes de largeur b sur 1m ou 1m pour les renforcements en nappes continues (sur 1m)
La
la contrainte verticale ou de confinement
σv
la longueur La la largeur effective de frottement
le long de L a
et du coefficient d’interaction µ*
Qui dépend du type et de la géométrie des renforcements Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Stabilité interne (appr. 2)
Adhérence sol/armatures
µ 0*
effort admissible : on vérifie que rf ≥ tm Coefficient de sécurité : 1,35 (Base de données documentée)
µ* ha
σv 6m
La
µ1*
φ1k
h
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Stabilité mixte (appr. 3)
Mécanismes de rupture potentielle par glissement
Qui interceptent Ou qui longent
au moins un lit de renforcement
Vérifiée le long des surfaces de rupture potentielle
circulaires ou spirales log. Bishop Perturbations
Ou par calcul à la rupture
Spirales log.
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Stabilité mixte (appr. 3)
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Stabilité mixte (appr. 3)
Les actions qui tendent à provoquer le glissement doivent être équilibrées par
la résistance au cisaillement des sol et remblais et les efforts maximaux de traction mobilisables dans les renforcements interceptés par la surface
résistance de rupture à long terme ou résistance "d’ancrage“ d’un côté ou de l’autre de la surface de glissement
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Stabilité mixte (appr. 3)
Facteurs partiels pour les renforcements :
Rupture : 1,00 sur la limite élastique 1,25 sur la limite à la rupture Adhérence : 1,10
Coefficient de mobilisation :
1,1 pour les ouvrages peu sensibles aux déformations 1,2 pour les ouvrages sensibles aux déformations
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Classification des ouvrages
Classification des ouvrages suivant Eurocode 7
Classes de conséquence (cf. EN 1990)
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Classification des ouvrages
Classification des ouvrages suivant Eurocode 7
Exemples pour surcharges mobiles
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Classification des ouvrages
Classification des ouvrages suivant Eurocode 7
Catégories géotechniques Fonctions des classes de conséquences CC… … et des conditions de sites
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Durées d’utilisation de projet
Catégories de durée d’utilisation
Conformément à l’annexe nationale de l’Eurocode 7 Les renforcements doivent être dimensionnés en conséquence (durabilité)
1
10 ans
2
3
25 ans
4
4/5
5
50 ans
75 ans
100 ans
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Formulation générale
Pour tous les types de renforcements (NF P 94270) :
Rt d = ρ end ρ flu ρ deg ;
Rt k ;
γ M ;t
ρend :
endommagement à la mise en oeuvre ρflu : évolution physique sous l’effet du fluage « fatigue statique » ou « temps à la rupture » ρdeg : dégradation chimique corrosion pour l’acier hydrolyse pour le polyester γ m;t : coefficient partiel de sécurité 1.25 sur la résistance à la rupture à long terme 1.00 sur la limite élastique dans le cas de l’acier Eurocode 7 – Soutènements – 30/11/2011 Nicolas Freitag – Terre Armée Internationale Toute utilisation des supports pédagogiques en dehors du cadre de la formation ne pourra être réalisée qu’avec l’accord rè
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Etat limite de service
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