Performance of surface structures subjected to subsurface soil erosion

• Main Author: Menaa, Merouane
• Format: Others
• Published: École de technologie supérieure 2008
• Online Access: http://espace.etsmtl.ca/148/1/MENAA_Merouane.pdf; http://espace.etsmtl.ca/148/4/MENAA_Merouane%2Dweb.pdf

Plusieurs infrastructures geotechniques (ex. chaussees, dalles, fondations) exercent une pression a travers leurs surfaces de contact avec le sol. Le dimensionnement de ces structures suppose un contact parfait tout au long de la vie de service de celles-ci. Par ailleurs, I'erosion des sols sous-jacents est un mecanisme qui pent contribuer au developpement de cavites souterraines et par consequent a une perte locale de contact entre la structure et le sol, caracterisee par un vide sous la structure. La performance des structures telles que les chaussees en beton, les dalles ainsi que les trottoirs sujettes a I'erosion souterraine est etudiee experimentalement et numeriquement dans ce memoire. Les experiences ont ete menees dans un caisson en acier rigide contenant du sable ou I'erosion souterraine a ete cree artificiellement; le tout supportant une plaque en acier rigide. Les deformations de la surface ainsi que les pressions de contact a I'interface plaque-sol ont ete mesurees afin de quantifier les effets de I'erosion souterraine sur les contraintes developpees dans la structure. L'etude numerique a ete conduite en utilisant un modele elastoplastique a 2 dimensions. Le modele a ete calibre avec les resultats experimentaux et divers scenarios ont ete envisages. Des parametres tels que le volume du sol erode, sa localisation ainsi que les chargements appliques sur la dalle de beton ont ete varies. Les resultats de cette recherche ont montre que lorsque le vide est centre directement sous la dalle, les contraintes de traction developpees dans celle-ci augmentent avec la taille du vide provoquant ainsi la rupture de la dalle. II a egalement ete conclu que lorsque le vide est excentre, le sol au voisinage de celui-ci est susceptible de subir une rupture avant que des contraintes de traction excessives ne se developpent dans la fibre la plus tendue de la dalle en beton.