Accounting for plastic strain mechanism in calculations of deep excavations

• Main Authors: El Arja, Hiba, Bourgeois, Emmanuel, Burlon, Sébastien
• Other Authors: Terrasol, Laboratoire Instrumentation, Simulation et Informatique Scientifique (IFSTTAR/COSYS/LISIS), Institut Français des Sciences et Technologies des Transports, de l'Aménagement et des Réseaux (IFSTTAR)-Communauté Université Paris-Est
• Format: Conference Object
• Language: French
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: Excavation profonde; Cuvette de tassement; Méthode des éléments finis; Modèle de comportement; [SPI]Engineering Sciences [physics]; Iceland
• Online Access: https://hal.science/hal-04384125; https://hal.science/hal-04384125/document; https://hal.science/hal-04384125/file/0250-ecsmge-2019_el_arja.pdf; https://doi.org/10.32075/17ECSMGE-2019-0250

International audience The need to increase the density of urban areas in congested cities leads to the execution of un-derground infrastructure such as deep excavations. The ground movements induced by their construction may cause damages on the existing buildings. The existing constitutive models used for the simulation of deep ex-cavations with the finite element method do not always lead to results consistent with field measurements. The numerical simulations tend to show a heave of the ground just behind the retaining wall while measurements show settlements. These differences can be explained by the choice of a constitutive model unsuitable to the description of the ground unloading. This paper proposes an elastoplastic constitutive model which makes it possible to calculate settlements just behind the retaining wall. The key feature of the model is the combination of a specific hardening mechanism with a flow rule leading to a contractive behaviour. A numerical analysis of a well-documented anchored wall in Berlin sand is presented. La densification du tissu urbain implique la réalisation de travaux souterrains comme des excava-tions profondes. Les mouvements du sol générés par les excavations peuvent induire des dommages sur les bâ-timents existants. L’estimation de ces déplacements constitue un enjeu majeur pour les calculs des excavations. Les modèles de comportement existants utilisés dans les calculs par la méthode des éléments finis ne sont pas toujours compatibles avec les mesures observées sur les chantiers : les simulations peuvent conduire à un sou-lèvement du sol en arrière de l’écran alors que les mesures présentent une cuvette de tassements. Ces écarts peuvent être expliqués par le choix d’un modèle inadapté à la description du déchargement du sol. Dans cette communication, on propose un modèle élastoplastique qui permet d’obtenir des tassements en arrière de l’écran. Le point clé est la combinaison d’une loi d’écrouissage spécifique et d’une règle d’écoulement condui-sant à un ...