Finite element modelling of the soil-pile interaction
Modélisation de l'interaction sol-pieu par la méthode des éléments finis
Résumé
Stability analysis of deep foundations depends, to a large extent, on the mechanical characterisation of the interface between the soil and the structural element (i.e. the pile). The work presented herein addresses the problem of the limite element analysis of a compression test on a vertical pile. To reproduce the basic features of the interface behaviour, an interface model is formulated and special contact elements are proposed. The formulation of the elastoplastic interface model MEPI is first presented. Model capabilities are verified on a series of interface tests results. Then, to simulate ompression tests on vertical model piles in calibration chamber, MEPI model has been implemented in the CESAR-LCPC finite element computer code. The computed piles responses are proved to be satisfactory, and corroborate the validity of the proposed modelling approach.
Dans les fondations profondes la caractérisation du contact entre le sol et l'élément structural, le pieu, joue un rôle majeur dans la définition des conditions de stabilité de l'ouvrage. Nous présentons dans ce travail une analyse numérique par la méthode des éléments finis du comportement mécanique de fondations profondes isolées sous charge axiale. Une attention particulière est consacrée à la modélisation du contact sol granulire - pieu -interface), et à la définition d'éléments de contact spéciaux, capables de reproduire les traits essentiels du comportement d'interface. La formulation d'une loi de comportement élastoplastique d'interface appropriée (modèle MEPI) est d'abord présentée. Sa validation est réalisée sur des essais de cisaillement d'interface. Cette loi, intégrée dans le conde aux éléments finis CESAR-LCPC, est utilisée ensuite pour la simulation des essais de chargement d'un pieu modèle en chambre d'étalonnage. L'accord satisfaisant entre les résultats expérimentaux et le simulations numériques réalisées par la méthode des éléments finis a permis de vérifier la pertinence de l'approche proposée.
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