Seismic Performance of Clay Soils Reinforced by Rigid Inclusions : Centrifuge and Numerical Modeling

Performance des sols argileux renforcés par inclusions rigides sous chargements sismiques : modélisation en centrifugeuse et numérique Le système de renforcement des sols par inclusions rigides (IR) améliore la performance des fondations superficielles sur sols mous en limitant les tassements et en augmentant leur capacité portante. Il se caractérise par la présence d’une plateforme de transfert de charge (PTC) installée entre la tête des IR et la fondation, qui transmet les efforts verticaux provenant de la superstructure aux IR et au sol environnant. Cette technique est particulièrement utilisée sous des ouvrages à forte raideur, tels que les piles de ponts ou les centrales nucléaires. La performance sismique des structures rigides fondées sur des systèmes d’IRs implique des mécanismes complexes d’interaction sol-structure (ISS). Sous chargement sismique, le mouvement du sol est influencé à la fois par le déplacement des IRs (interaction cinématique, IC) et par les forces d’inertie transmises depuis la superstructure rigide (interaction inertielle, II). Dans les sols argileux mous, seul un nombre limité d’études a examiné ces mécanismes d’ISS dans le contexte des systèmes à IRs. Ainsi, ce projet vise à enrichir les connaissances actuelles sur le comportement sismique des structures rigides fondées sur des systèmes d’IRs, à travers une campagne expérimentale et des simulations numériques. Une série d’essais dynamiques en centrifugeuse a été réalisée avec un profil de sol multicouche,sept IR disposées selon une configuration circulaire, et deux structures rigides de même poids :l’une élancée et l’autre courte. Les modèles sont soumis à une série de sollicitations dynamiques,composée de signaux mono- et multi-fréquentiels à intensités variables. Plusieurs mécanismes d’interaction sont étudiés, notamment l’influence des IRs sur le comportement de la structure, l’effet de la structure sur les efforts internes dans les IRs, ainsi que l’impact de l’élancement de la structure sur la réponse du système sol–IR–structure. Un modèle numérique 3D par éléments finis (MEF) a été développé, calibré et validé à partir des résultats des essais en centrifugeuse. Il permet l’exécution d’une série d’études paramétriques afin d’analyser l’influence de composants clés du système sol–IR–structure qui ne peuvent pas être explorés expérimentalement. Ces paramètres incluent notamment l’épaisseur de la plateforme de transfert de charge (PTC), les conditions de report de charge des IRs, ainsi que leur raideur