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1 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017
Terrasol – Pôle Logiciels
Evolutions récentes des outils de calcul
des soutènements et des fondations
Marc Huerta Responsable du pôle logiciels (Terrasol)
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2 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Sommaire
• Foxta : calcul des fondations superficielles, profondes et mixtes
– Brève description
– Evolutions récentes et à venir
• K-Réa : calcul des écrans de soutènement
– Brève description
– Evolutions récentes et à venir
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Evolutions récentes
Calcul des fondations superficielles, profondes et mixtes
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4 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta
Calcul de fondations superficielles,
profondes et mixtes
• Semelles, radiers, dallages, longrines
• Pieux, barrettes, micropieux, profilés
• Radier ou dalle sous inclusions rigides
• Fondations mixtes
(souple ou rigide)
Brève présentation
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5 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta
Suite de modules interconnectés
Brève présentation
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta
Tasplaq: modélisation 3D d’un radier ou d’un dallage
• Radier(s) ou dallage(s) d’inertie et de géométrie variables
• Chargement vertical quelconque : ponctuel, linéique,
surfacique…
• Support introduit soit comme un multicouche élastique avec
ou sans pendage, soit comme une distribution de ressorts
hétérogènes
• Gestion automatique du décollement plaque/sol
• Gestion de la plastification à l’interface
Brève présentation
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta
Taspie: tassement d’un pieu isolé + calcul d’un massif renforcé par inclusions rigides
Brève présentation
• Tassement et effort dans un pieu isolé ou
en groupe, de rigidité et géométrie
quelconques, avec ou sans frottement
négatif
• Possibilité de traiter de manière
automatique le cas d’un massif renforcé
par inclusions rigides sous un dallage ou
un remblai
• Lois de mobilisation du frottement latéral /
contrainte en pointe multipoints
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta
Groupie : groupe de pieux coiffés par semelle rigide
Brève présentation
• Traitement 3D d’un groupe de pieux connectés en tête
à une semelle infiniment rigide
• Pieux d’inclinaisons quelconques dans l’espace
• Prise en compte de la souplesse des pieux soit d’une
manière automatiquement (modélisation de
l’ensemble des pieux) soit moyennant leur matrice de
raideur en tête (résultat Taspie+/Piecoef+)
• Torseurs de chargement complets (6 composantes)
définis au centre de la semelle
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta
Différents types des résultats
• Diagrammes de valeurs
• Isovaleurs
• Graphiques 3D
• Tableaux de résultats
• Fichiers texte formatés
Brève présentation
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10 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasplaq
Cartographie « coefficient de réaction »
• Permet de définir un zonage pratique
pour la raideur sous un radier
• Permet de valider la représentativité de
ce zonage vis-à-vis des sollicitations
internes (dans le radier)
• Tasplaq permet de mener un calcul de
type « plaque sur ressorts
surfaciques », c’est-à-dire, de
remplacer le sol multicouche par un jeu
de ressorts surfaciques hétérogènes
Evolutions majeures
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasplaq
Multicouche anisotrope avec stratigraphie quelconque (pendage variable)
Evolutions majeures
• Sol multicouche anisotrope quelconque
• Pendage variable
• Définition du sol par de « boreholes »
• Modules de déformation différenciés : Eh ≠ Ev
• Réintégration du modèle de Boussinesq
• Evaluation à base de simulations numériques 3D
→ benchmark (à titre d’exemple)
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12 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasplaq
Multicouche anisotrope quelconque avec stratigraphie quelconque (pendage variable)
Evolutions majeures
Etudes EPR UK
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13 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasplaq
Multicouche anisotrope quelconque avec stratigraphie quelconque (pendage variable)
Evolutions majeures
0,005 to 0,021 m
A B
C D
0,005 to 0,022 m 0,005 to 0,023 m
0,002 to 0,024 m
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasplaq
Tasplaq : module de rechargement Eur
Evolutions majeures
• Pour radier fondé au fond d’une excavation
• Distinction entre module de chargement et celui de
rechargement
• Traitement itératif et automatisé
• Disponible en 3D et 2D
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasplaq
Maillage triangulaire Géométrie quelconque
• Optimisation du maillage : facteur de raffinement modifiable sur l’interface
Evolutions majeures
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasseldo
Brève description
Tasseldo: tassements et contraintes dans un multicouche
Sol multicouche
• Sol multicouche horizontal avec une loi de
diffusion de contraintes de type Boussinesq
• Charges verticales de forme quelconque,
appliquées en surface ou en profondeur
• Calcul des tassements selon un modèle
élastique 3D/1D ou/et œdométrique
• Prise en compte d’une évolution temporelle
(prédéfinie) des tassements
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17 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Tasseldo
Domaine d’application étendu
• Prise en compte du pendage
• Assistant consolidation (modèle 1D avec ou
sans drains)
• Prise en compte d’une loi de dégradation sur
E ou sur G
• Prise en compte du fluage et du phasage
Evolutions majeures
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19 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Fondsup
Domaine d’application étendu
• Intégration des normes étrangères (SPT, c/f)
• Vérification du glissement et du renversement « purs »
• Portance sismique au sens de l’Eurocode 8
• Génération automatique des diagrammes d’interaction
(H, V, M)
Evolutions majeures
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20 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Fondprof
Domaine d’application étendu
• Intégration des normes étrangères (SPT, c/f)
• Intégration de l’approche « cône » en traction
• Prise en compte de l’effet de groupe (réglementaire)
• Calcul simultané de plusieurs pieux
Evolutions majeures
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21 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Taspie
Domaine d’application étendu
• Traitement des effets de bord: nombre fini
d’inclusions
• Introduction comportement œdométrique
avec prise en compte du fluage (application
inclusions rigides)
• Loi « t-z » définie à partir de Em, qc ou G
(applications sismiques) / ajouter schéma t-z
(fraznk et zaho / avec flèche indiquant pente
fonction de Em / qc ou G au choix
Evolutions majeures
Réaction
tangentielle
Réaction
en pointe
Définies à partir
de Em, qc ou G
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22 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Taspie
Domaine d’application étendu
• Traitement des effets de bord: nombre fini
d’inclusions
• Introduction comportement œdométrique
avec prise en compte du fluage (application
inclusions rigides)
• Loi « t-z » définie à partir de Em, qc ou G
(applications sismiques) / ajouter schéma t-z
(fraznk et zaho / avec flèche indiquant pente
fonction de Em / qc ou G au choix
Evolutions majeures
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23 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Thermopie
Traitement des effets thermiques
• Groupe de pieux géothermiques en interaction avec
la structure
• Structure représentée par une matrice de rigidité
équivalente
• Formulation matricielle dérivée de celle de Groupie
Evolutions majeures
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24 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Piecoef
Domaine d’application étendu
• Loi « p-y » définie à partir de Em,
qc ou G (applications
sismiques)
• Possibilité de définir la loi de
comportement à 10 paliers
(3 paliers actuellement)
Evolutions majeures
Qsl = qsl x P frottement linéique limite (kN/m)
Kt = kt x P module de réaction tangentielle (kN/m²)
Qb = qb x S résistance limite en pointe (kN)
Kb = kb x S raideur en pointe (kN/m)
Ru = pl x B réaction (linéique) frontale limite (kN/m)
Kf = kf x B module de réaction frontale (kN/m²)
Définie à partir de
Em, qc ou G
ks1 (1er palier)
réaction
du sol (kPa)
déplacement
relatif
y - g
ks2 (2e palier)
(3e palier)
p1
p2
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25 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Piecoef
Domaine d’application étendu
• Génération automatique des diagrammes
d’interaction T-M pour un critère de
conception donné:
– flèche maximale
– moment fléchissant maximal
– effort tranchant maximale
– autre
Evolutions majeures
Exemple : 10 000 cas de charges traités en 30 secondes
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26 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Groupie
Domaine d’application étendu
• Chargement quelconque (répartir ou concentré) sur la semelle
• Semelle déformable (radier sur pieux)
maillage automatique (noyau dérivé de Tasplaq)
• Lois « p-y » et « t-z » définies à partir de Em, qc ou G
(applications sismiques)
• Génération des combinaisons de charges
Evolutions majeures
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27 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Piecoef et Groupie
Dégradation du module de réaction frontal
Autres fonctionnalités
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28 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Piecoef et Groupie
Nouveaux assistants « Section »
• Sections proposées:
– Section rectangulaire pleine
– Section circulaire
– Section tubulaire
• Résultats:
– EI : rigidité en flexion
– ES : rigidité axiale
– GS’ : rigidité en cisaillement
Autres fonctionnalités
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29 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
Foxta – Fondations semi-profondes
Nouveau module intégré
• Fondation supposée rigide avec
lois « t-z » et « p-y » adaptées
• Caractérisation à partir de Em, qc ou G
(applications sismiques)
• Génération automatique des
diagrammes d’interaction (H, V, M)
• Élastoplastique avec décollement
Evolutions majeures
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30 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
K-Réa – Evolutions récentes
Calcul des écrans de soutènement
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31 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
K-Réa
Calcul d’écrans de soutènement par la méthode de coefficients de réaction (MISS-K)
Brève présentation
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32 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
K-Réa
Plusieurs types de soutènement possibles
Nouveau assistant de définition de l’écran
Discontinus
Sécants
Pieux circulaires
Section pleine
Section tubulaire
Tangents
Profilés
métalliques
Discontinus
Tangents
Profilés IPE, IPN, HEA, HEB, HEM, HD, HL , HP, Tubes…
Mixtes
Ecrans continus Paroi moulée et palplanches
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33 setec terrasol M.Huerta, Juin 2017
Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
K-Réa
Calcul d’écrans par la méthode de coefficients de réaction (MISS-K)
Brève présentation
• Projets écran simple • Projets double-écran (calcul sans itérations!)
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
K-Réa
Impression du rapport final
• Possibilité d’imprimer un rapport final de
tous les calculs réalisés avec la possibilité
de choisir ce qui doit être imprimé
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K-Réa
Ecran circulaire
• Calcul de la raideur cylindrique en fonction de
l’épaisseur et du rayon de l’enceinte Rc*
• Possibilité de prendre en compte la tolérance vertical
de forage
Nouveau assistant de définition de l’écran Rmoy, écran
Panneaux
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Ecran de palplanches en « U »: AU, PU et GU
• Conforme à l’Eurocode 3 – Partie 5 – Annexe
Nationale Française
• Prise en compte le coefficient bD de dégradation du
produit d’inertie de l’écran
EIécran = bD x EIpalplanches
en fonction de :
– type de palplanche: simple ou double solidarisée
– nombre d’appuis
– type de sol
Nouveau assistant de définition de l’écran
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Approches proposées par l’Eurocode 7 (NF P 94-282)
Principales fonctionnalités
• Approche 1
• Approche 2/2*
• Approche 3
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Vérifications à l’ELU (NF P 94-282)
Principales fonctionnalités
• Défaut de butée MEL/MISS • Equilibre vertical
• Stabilité du massif d’ancrage
(Kranz)
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• Prise en compte vis-à-vis du défaut de butée
• Déformée à l’ELS non pénalisée par cette « sur-excavation »
Gestion automatique de la « sur-excavation » à l’ELU (NF P 94-282)
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Différents types d’appui possible
• Butons
• Tirants
• Encastrements
• Appuis surfaciques
• Liernes circulaires
• Liaisons linéiques
• Liaisons surfaciques (dalles)
Principales fonctionnalités
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Cas particulier de l’appui en bracon
• Calcul automatique de la raideur équivalente du système
« bracon + semelle »
• Kbracon : calcul classique de raideur à partir de Lu
• Ksem : estimée à partir de la méthode pressiométrique
Nouveau assistant de définition d’un appui en bracon
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Gestion automatique à partir de :
• Définition de familles de charges
• Définition des combinaisons à calculer:
• Définition des coefficients pondérateurs
de chaque famille au sein de chaque
combinaison
• Choix des combinaisons à calculer à
chaque phase
Ceci réduit énormément le nombre de projets
à calculer!
Combinaisons de charges
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Prise en compte du séisme
• Méthode de calcul de Mononobé-Okabé (méthode pseudo-statique)
Conditions sismiques
Pa + ΔPad
kV
kH
Coefficients sismiques
Pécran x (1+kV)
Pécran x kH
Pw + ΔPwd
Pb + ΔPbd
Pressions limites augmentées
Pressions d’eau augmentées
Pa – ΔPad
Pw – ΔPwd
Pb – ΔPbd
Pressions limites diminuées
Pressions d’eau diminuées
Raideur des tirants diminuée
Figure FCU
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Prise en compte du séisme
• Méthode de calcul de Mononobé-Okabé (méthode pseudo-statique)
Conditions sismiques
Poussée
δϕ α
W + FV
FH
PRf
Hα telle que P
soit maximale
Rc
δ
ϕα
W + FV
FH
P
Rf
H
Rc
α telle que P
soit minimale
Butée
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Prise en compte du séisme
• Méthode cinématique du calcul à la rupture
Conditions sismiques
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Calcul de la poussée et butée limite d’un sol multicouche avec TN non horizontal
• Effet d’un talus
• Effet d’une risberme
• Effet d’une surcharge
• Prise en compte du séisme
• Prise en compte des conditions
hydrauliques
Intégration de la méthode cinématique du calcul à la rupture sur K-Réa
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Solscope 2017 – Evolutions récentes des outils de calcul des soutènements et fondations
K-Réa
Calcul de la poussée et butée limite d’un sol multicouche avec TN non horizontal
• Effet d’un talus
• Effet d’une risberme
• Effet d’une surcharge
• Prise en compte du séisme
• Prise en compte des conditions
hydrauliques
Intégration de la méthode cinématique du calcul à la rupture sur K-Réa
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Merci de votre attention
Marc Huerta
http://www.terrasol.fr/
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