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Problèmes du couplage hydromécanique des sols. Cas de la consolidation unidimensionnelle de Terzaghi dans un calcul par la méthode des éléments finis

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par Yamné Abdoul Kadery KOUAMA
Université de Thiès- Sénégal - Master 2 recherche en mécanique des sols 2013
  

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Table des matières

Avant-propos i

Liste des notations et des abréviations iv

Résumé vi

Introduction générale 1

Chapitre 1.- Revue bibliographique : La consolidation, un comportement hydromécanique 2

1.1. - Introduction 2

1.2. - Le tassement 2

1.3. - Phénomène de consolidation 3

1.4. - Théorie de la consolidation unidimensionnelle de Terzaghi 4

1.5. - La méthode des éléments finis et ses sources d'erreurs 5

1.6. - Conclusion 6

Chapitre 2 : Les limites de la modélisation de la consolidation unidimensionnelle de Terzaghi

7

2.1. - Introduction 7

2.2. - Modélisation de la consolidation unidimensionnelle de Terzaghi 7

2.3. - La validité de la loi de Darcy 10

2.4. - La constance de la perméabilité 11

2.5. - La compressibilité du fluide (eau + gaz) 12

2.6. - L'homogénéité des sols 12

2.7. - La relation linéaire entre l'indice des vides et la contrainte effective 12

2.8. - La consolidation unidimensionnelle 13

2.9. - L'importance de la compression secondaire 14

2.10. - Conclusion 14

Chapitre 3 : Les difficultés de la résolution numérique par éléments finis de la consolidation

unidimensionnelle de Terzaghi 16

3.1. - Introduction 16

3.2. - Discrétisation en espace de la consolidation unidimensionnelle et fonction

d'interpolation 16

3.3. - Discrétisation en temps 17

3.4. - Résolution numérique 18

Mémoire de Master 33 Yamné A.K. KOUAMA

UFR/SI

3.5. - Résolution numérique adimensionnelle 20

3.6. - Analyse de la résolution pour les éléments situés aux limites perméables 22

3.7. - Analyse de la résolution au niveau de l'assemblage des éléments. 24

3.8. - Solution exacte de l'équation et solution par éléments finis 26

3.9. - Conclusion 28

Conclusion générale et perspectives 30

Références bibliographiques 31

Table des matières 33

Listes des figures et tableaux 35

Annexes 36

Mémoire de Master 34 Yamné A.K. KOUAMA

UFR/SI

Listes des figures et tableaux

Fig. 1.1.- Modèle rhéologique de la consolidation (Magnan, 1988) 3

Fig. 1. 2.- Définition des couches de sols et du chargement (Terzaghi, 1923) 4

Fig. 2. 1- Gradient seuil apparent et déviation de linéarité (Miller et Low, 1963) 11

Fig. 2. 2.- Allures des courbes de compressibilités (Magnan,1988) 13

Fig. 2. 3.- Comparaison des temps de consolidation en fonction des considérations sur le sens

de l'écoulement de l'eau (MIEUSSENS et al, 1980) 14

Fig. 3. 1. -Discrétisation en espace d'une couche de sol 17

Fig. 3. 2:Solution de la consolidation unidimensionnelle de Terzaghi par éléments finis 22

Fig. 3. 3. -Représentation de la consolidation initiale dans un élément à la limite perméable 23

Fig. 3. 4. -Evolution de l'erreur dans les premiers instants 23

Fig. 3. 5. -Evolution jusqu'à dissipation de l'erreur 24

Fig. 3. 6 : Comparaison de l'évolution de la surpression interstitielle dans un calcul par éléments finis (FEM) et la solution exacte de l'équation (Terzaghi) (MOHAMAD et al,

2012) 27
Fig. 3. 7 : Comparaison de l'évolution du degré de consolidation moyenne (MOHAMAD et

al, 2012) 28
Fig. 3. 8 : Comparaison de l'évolution du degré de consolidation moyenne pour les sols

multicouches (HUANG et al, 2010) 28

Tableau 1.1- Evolution des contraintes au cours de la consolidation (Magnan, 1988) 4

Tableau 3. 1.-Paramètres de deux couches différentes d'un sol 25

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