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Données élémentaires

Les paramètres matériels suivants sont requis pour tous les modèles de matériau.

Poids volumique γ - on considère le poids volumique du sol sec (sol au-dessus de la nappe phréatique). Le poids volumique d'un sol au-dessous de la nappe est calculé à partir d'autres paramètres introduits dans la section "Soulèvement".

Module d'élasticité E

Le module d'élasticité décrit la rigidité du matériau supposée constante sur tout l'intervalle de charge. Dans le cas des sols, cette hypothèse n'est toutefois valable que pour un intervalle très étroit de déformations réversibles. Le module d'élasticité E n'a pas d'effet significatif sur le comportement du sol pour les modèles non linéaires une fois la condition de plasticité réalisée.

Une réponse simple à la définition et à la valeur de ce paramètre de matériau (initial, tangente, sécante) à utiliser dans un modèle de matériau donné n'est malheureusement pas disponible. Pour sélectionner un type de module donné, il est nécessaire de connaître le comportement du sol dans l'étude géotechnique analysée et d'affecter une valeur particulière. Les résultats d'un essai triaxial pour les cheminements de contraintes correspondants sont nécessaires. Néanmoins, certaines recommandations peuvent être fournies.

Distribution de la courbe contrainte-déformation idéale et détermination de chaque type de modules de sol

Le module d'élasticité de Young E peut s'interpréter de différentes manières :

• module instantané E₀ en cas de faibles charges (hypothèse de dépendance linéaire de la déformation et de la contrainte) ou en cas de calcul du tassement instantané
• module sécant E₅₀  est déterminé pour une contrainte de référence égale à 50% de la contrainte au début de la rupture (utilisée par exemple pour l'analyse de fondations superficielles et le tassement de fondations sur pieux)
• module de déformation E_def est déterminé à partir d'une courbe de contrainte-déformation obtenue expérimentalement. Ce module convient lors de l'utilisation du modèle élastique modifié, qui suppose un comportement différent entre le chargement et le déchargement. L'utilisation de ce module pour résoudre le problème du déchargement du sol (par exemple, des structures souterraines, un soulèvement du fond d'un fossé de fondation) conduit à des déformations plus importantes qu'en utilisant le module d'élasticité E_ur déterminé à partir de la branche de déchargement r de la courbe contrainte-déformation. L'approximation permet de calculer le module de déformation :

• module œdométrique E_oed qui dépend du niveau de contrainte dans le sol doit être utilisé en fonction de la plage de contrainte attendue dans le sol que vous pouvez rencontrer. La relation entre E_def et E_oed est fournie par :

• module d'élasticité E_ur est déterminé à partir de la branche de déchargement de la courbe contrainte-déformation utilisée pour résoudre le problème de déchargement du sol (excavations) - il doit être défini lors de l'utilisation du modèle élastique modifié.

Les valeurs des modules d'élasticité doivent être déterminées, si possible, à partir d'un essai de cisaillement triaxial. Si d’autres méthodes (essais de pénétration, essais au pressiomètre, etc.) sont utilisées, il devient nécessaire d’introduire certains coefficients de corrélation décrits dans la littérature de référence.

Pour la modélisation réelle, nous recommandons d’abord d’effectuer une analyse selon le modèle de matériau élastique et de vérifier le champ de déformation résultant. De telles déformations selon la loi de Hookes dépendent linéairement de la charge appliquée et du module d’élasticité utilisé. Si les déformations résultantes (déplacements) sont trop importantes, l'utilisateur doit réévaluer la valeur du module d'élasticité initialement appliquée.

Coefficient de Poisson ν - Le coefficient de contraction transversale, dans le cas où le matériau homogène élastique est chargé par une contrainte normale dans une direction, est donné par :

Le coefficient de Poisson est relativement facile à déterminer. Pour choisir sa valeur, on peut tirer parti de la base de données sur les sols intégrée. Si l'on suppose de petites charges et si l'on utilise le module instantané E₀, il convient également d'utiliser la valeur du coefficient de Poisson ν₀ déterminée pour le chargement initial.