Experimental study of reinforced soil bunds subjected to horizontal impact

14th International Congress of Rock Mechanics and Rock Engineering, FOZ DO IGUACU, BRESIL, 13-/09/2019 - 18/09/2019Rockfall phenomenon is a common event in mountainous areas and presents a serious risk to the nearby buildings or infrastructure. Different protection measures may be taken depending on the site conditions. A reinforced soil bund can be effective in stopping blocks with relatively high speed and kinetic energy. This article presents the response of three reinforced soil bunds subjected to horizontal impacts. The tests are dimensioned in a reduced scale with a factor of 1/3 by following specific similarity rules and assumptions. A rectangular shape with ratio height/width equal to 2 is chosen aiming to have a lower footprint than the dominating trapezoidal shape of existing soil bunds. In order to find the most efficient design, different reinforcement patterns are installed in each bund. The failure mechanisms and the role of the reinforcements are observed with several instrumentations

Comportement de l'interface barre - scellement d'un ancrage passif scellé au rocher : étude numérique

La compréhension du comportement des ancrages passifs scellés au rocher nécessite de définir celui de l'interface barre-scellement. Sollicitée en cisaillement, différents mécanismes de rupture interviennent suivant les conditions de confinement. Or les modèles issus des études expérimentales se limitent à un comportement tangentiel sans considérer l'influence de paramètres comme l'épaisseur de scellement ou la rigidité de la roche. Cette étude présente une approche numérique pour étudier le comportement tangentiel de l'interface barre-scellement en tenant compte du comportement radial. Pour cela, des essais d'arrachement sur de faibles longueurs de barres scellées ont été reproduits numériquement. Une attention particulière a été portée à la définition du comportement du matériau de scellement afin de reproduire les différents mécanismes de rupture possibles. Pour décrire le comportement en traction, ainsi que celui en compression, l'effet d'échelle a été pris en compte. La confrontation entre les résultats numériques et expérimentaux permet de valider ce modèle numérique. Ce dernier va être utilisé pour effectuer une étude paramétrique du comportement tangentiel de l'interface en faisant varier les conditions de confinement

Impact of Drought and Land – Use Changes on Surface – Water Quality and Quantity: The Sahelian Paradox

International audienceAfrique de l'Ouest a connu des conditions de sécheresse depuis la fin des années 1960. Cette tendance a été particulièrement évident dans le Sahel, mais semble avoir atténué dans la dernière décennie dans les régions orientales et centrales de cette région. D'autre part, la pluviométrie annuelle reste très faible dans la partie ouest du Sahel [ 1 ]. Une diminution correspondante a également été observé dans le débit moyen annuel des fleuves Sénégal et Niger, qui sont le plus grand dans la région et principalement alimenté par l'eau provenant de régions tropicales humides. Toutefois, le pourcentage de diminution du débit annuel moyen était presque deux fois plus grande que la diminution des précipitations [ 2 ] pour la période 1970-2010. Des tendances similaires ont été observées sur des réseaux hydrographiques plus petits. En revanche, même si le Sahel et la plupart de l'Afrique de l'Ouest ont connu la sécheresse aussi importante au cours des 40 dernières années, les coefficients de ruissellement et des débits d'eau ont augmenté dans la plupart des régions du Sahel. Ce phénomène a été appelé «Le Sahel Paradox" après l'augmentation de la nappe phréatique au Niger depuis les années 1960, a été nommé le paradoxe de Niamey et attribués à des changements importants dans l'utilisation des terres. Le les (Afrique multidisciplinaire de la mousson d'analyse) programmes AMMA HAPEX-Sahel (hydrologique et Expérience atmosphérique pilote) et ont fourni, parmi de nombreux résultats complets, les mesures de valeur portant sur les variations spatiales et temporelles de la teneur en eau du sol sahélienne ainsi que de l'infiltration de l'eau à travers les couches profondes du sol de la zone non saturée. Le but de ce chapitre est de fournir un aperçu du comportement hydrologique en Afrique de l'Ouest basée sur le point, locale, méso et échelles régionales observations

Amélioration de la détermination des propriétés de résistance de l'interface béton-rocher et des discontinuités des fondations rocheuses des barrages poids

CIGB 2018, 26è Congrès des Grands Barrages, Vienne, AUTRICHE, 01-/07/2018 - 07/07/2018La détermination des caractéristiques mécaniques régissant la stabilité d'un barrage existant peut s'avérer complexe notamment en ce qui concerne les discontinuités présentes en fondation et à l'interface barrage-fondation. Ces caractéristiques sont la résistance à la traction, la cohésion et l'angle de frottement. Fort de ce constat, IRSTEA et EDF ont lancé des travaux de recherche ces dernières années de manière d'une part à créer des données utiles à la compréhension des mécanismes de rupture et d'autre part à proposer des méthodologies d'estimation des caractéristiques mécaniques utilisables directement par l'ingénierie. Le présent article donne les principaux résultats des essais de traction et de cisaillement sur des interfaces béton-rocher. Ces résultats pourraient faire l'objet d'échange et de partage avec les ingénieries intéressées par le sujet. L'article présente également des méthodologies de détermination des caractéristiques de discontinuités rocheuses en cisaillement ainsi que des caractéristiques de résistance à la traction de l'interface béton-rocher. Des perspectives sont proposées quant à de futures actions de recherche prometteuses telles que la caractérisation de la cohésion apparente des discontinuités rocheuses et l'estimation de la géométrie du contact barrage-fondation par des méthodes non-destructives

Comportement des sables sous sollicitation d'impact - Modélisation numérique en déformations d'essais d'impact en vraie grandeur

L'emploi d'une couche de sable en protection de structure contre les impacts rocheux est une solution consacrée par l'usage. Toutefois, la capacité et les limites de cette technique sont aujourd'hui (2018) encore très empiriques et faiblement établies. En 2016, une importante campagne d'essais expérimentaux instrumentés a été menée pour compléter l'observation des phénomènes, en particulier pour mieux caractériser la distribution spatio-temporelle de pression induite à l'interface entre la couche de sol protectrice et la structure, dans différentes configurations d'impact. Cette distribution est en effet la donnée d'entrée nécessaire au calcul de la structure. Ces essais ont été réalisés sur site expérimental en vraie grandeur, à la station de chute de blocs de l'Ifsttar à Montagnole (F-73000). L'analyse des essais pour l'ensemble des configurations d'impacts étudiées, qui combinent systématiquement l'épaisseur de sable (D), le diamètre équivalent du bloc rocheux (B, ou sa masse) et sa hauteur de chute libre (H, ou sa vitesse d'impact), a permis d'établir l'expression la distribution spatio-temporelle de pression induite à l'interface sol-structure pendant un impact au sommet de la couche de sol protectrice pour une configuration donnée définie par les conditions D, B et H. La présente étude, par comparaison aux mesures observées pendant les essais, a investigué la capacité des modèles numériques utilisés en pratique courante en géotechnique à simuler l'impact d'un bloc rocheux sur une couche de sable protégeant une structure. Un modèle numérique tridimensionnel simple de calcul en déformations, en dynamique explicite, a été développé. Le comportement en déformations du sol a été représenté par un modèle élastoplastique, avec critère de rupture de Mohr-Coulomb et faible dilatance. Les calculs ont été réalisés avec le logiciel ABAQUS. Ce modèle a été appliqué à la simulation de deux essais expérimentaux et à une investigation numérique de l'influence de la flexibilité de la structure support. Le modèle numérique proposé, basé sur un modèle de comportement en déformations du sol élastoplastique, ne suffit pas à simuler de façon satisfaisante un impact sur une couche de sol protégeant une structure. L'analyse comparative des résultats des simulations des deux essais expérimentaux montre que le modèle de comportement en déformations du sol doit tenir compte de l'influence du confinement du sol, qui augmente avec le rapport B/D, sur la rigidité et la résistance du sol. Par ailleurs, le comportement en déformations du sol doit être basé sur un critère de plasticité régularisé, permettant de simuler la propagation des mécanismes de rupture en grandes déformations, au-delà de la rupture. Ce que les critères de rupture basés sur Mohr-Coulomb (e.g. Drücker - Prager) avec dilatance constante en plasticité ne permettent pas. Le modèle numérique a également été employé pour investiguer l'influence de la rigidité de la structure sur la distribution spatio-temporelle de pression à l'interface sol-structure. La même configuration d'impact D, B et H a été simulée, d'une part, en supposant la dalle en béton armé épaisse de 50 cm reposant sur une base indéformable (similaire aux conditions des essais expérimentaux) et, d'autre part, en supposant cette même dalle en appui simple sur deux côtés opposés distants de 7 m. Selon les calculs, l'influence des conditions d'appuis serait modérée

Fondation au rocher des barrages-poids - Effet d'échelle sur la résistance de l'interface rocher- béton

Caractérisation et dimensionnement des ouvrages au rocher - Restitution des travaux de l'Opération de Recherche CADOROC, Aix-en-Provence, FRANCE, 10-/10/2017 - 10/10/2017Présentation sur l'étude de l'effet d'échelle dans le comportement au cisaillement de l'interface béton-rocher, à la base d'un barrage-poids

Étude des fondations au rocher des barrages-poids : Remarques et recommandations pour l'évaluation de la résistance au cisaillement de l'interface béton-rocher

Journées Géoetchniques CEREMA-Ifsttar 2016, ERQUY, FRANCE, 08-/11/2016 - 10/11/2016Conclusions pratiques du projet de recherche EDF-Ifsttar sur les fondations des barrages-poids et en particulier, la résistance au cisaillement à l'interface béton-roche

Reduced scale impact tests on reinforced soil bunds

14th International Congress of Rock Mechanics and Rock Engineering, FOZ DO IGUACU, BRESIL, 13-/09/2019 - 18/09/2019This experimental campaign aimed to observe the response of reinforced soil bunds subjected to horizontal impacts. Three reinforced soil bunds are constructed next to each other separated by a double polystyrene layer to avoid mutual influence. The tested bunds were designed using a reduction factor of three, compared to the real situation. This allowed us to target energies close to failure using the available equipment (150 kJ at reduced scale corresponding to 4 MJ at real scale)

Modélisation sous macrogravité d’une paroi clouée respectant le phasage de construction

Développé en France dans les années 1970, le clouage des sols est une technique de stabilisation des talus réalisés par déblai. Des inclusions subhorizontales assurent la stabilité de l’ouvrage par frottement avec le sol. Les réflexions engagées à l’occasion de la révision en cours de la norme NF P 94-270, sur le dimensionnement des massifs en sol renforcé, ont souligné le manque de connaissances quant aux efforts au parement, notamment sur l’influence du phasage de construction sur ces efforts. Afin de mener une étude paramétrique pour répondre à ces questions, des modèles réduits de paroi clouée ont été réalisés et instrumentés, puis centrifugés à l’Université Gustave Eiffel, campus de Nantes. Un protocole expérimental spécifique a été utilisé pour réaliser l’excavation en vol. Les évolutions des efforts le long des clous ont été mesurées à l’aide de fibres optiques équipées de réseaux de Bragg. Enfin, les déplacements du massif ont été observés à l’aide d’une technique d’imagerie appelée GeoPIV, les modèles centrifugés étant réalisés dans un caisson à face latérale transparente. L’élancement du massif cloué, (rapport entre hauteur du mur et longueur des clous) a une forte influence sur le comportement de l’ouvrage et en particulier sur la répartition des efforts au parement. La technique de GeoPIV a permis en outre de décrire les mécanismes de rupture des différents soutènements par clouage testés dans cette étude

Numerical modeling of brittle materials by damage plasticity model: determination of parameters with consideration of size effects due to tensile cracking and compressive crushing

Geotechnics for Sustainable Infrastructure Development - Geotec Hanoi 2019, Hanoi, VIET NAM, 28-/11/2019 - 29/11/2019Brittle materials are very complex in their behavior, which is characterized by anisotropy in tension and in compression. Therefore, numerical modeling of brittle materials requires an insight view of material behavior and an advanced constitutive material model. This paper presents an approach to model brittle materials by using the concrete damage plasticity model (CDP). Firstly, the CDP model, including the procedure to determine its parameters is described. Secondly, size effects due to tensile cracking and compressive crushing are considered within calibration of parameters and via development and implementation of a subroutine in ABAQUS. Finally, this numerical approach is validated through numerical simulation of different mechanical tests: three-points bending test, uniaxial compression tests