Méthode des ressorts
Le programme "Pieux" met à disposition le module "Pieux - méthode des ressorts". Il permet de calculer la capacité portante verticale du pieu dans un sous-sol stratifié générique. Cette analyse fournit la courbe de charge limite et la distribution des forces et des déplacements développés le long du pieu.
Le principal avantage de ce module est la disponibilité des paramètres d'entrée requis pour les sols autour du pieu - il appartient à l'utilisateur de spécifier l'angle de frottement interne, la cohésion, le poids volumique et le module de déformation d'un sol donné.
La procédure de résolution du module "Pieux - méthode des ressorts" repose sur une approche semi-analytique. La réponse du sol entourant le pieu résulte de la solution classique modélisant le sous-sol stratifié par une généralisation du modèle de Winkler-Pasternak. La réponse en cisaillement est considérée le long de l'interface pieu-sol en respectant le critère de rupture de Mohr-Coulomb. La contrainte normale qui agit sur le pieu est déterminée à partir de la contrainte géostatique et de la pression du sol (mélange de béton) au repos.
L’influence de l’eau au voisinage du pieu n’est pas seulement introduite dans la résistance au cisaillement du revêtement du pieu, mais elle affecte également la profondeur de la zone de déformation située sous la pointe du pieu.
Si le pieu atteint un sous-sol incompressible, la méthode des ressorts ne peut pas être utilisée.
Le tassement du pieu peut également être influencé par le tassement du terrain environnant. En particulier, le tassement du sol peut réduire la capacité portante du pieu, ce qui fait que le tassement du pieu augmente sans que la charge n'augmente pour autant. Ce phénomène est modélisé dans le programme sous le nom de frottement négatif.
L'analyse peut également prendre en compte l'influence du processus technologique de construction du pieu sur la rigidité de la fondation du pieu.
La procédure de résolution se déroule selon les étapes suivantes :
- Pendant le calcul, le pieu est subdivisé en un certain nombre de tronçons. La subdivision en tronçons unitaires répond à la condition : le rapport entre la longueur du segment de pieu et son diamètre est approximativement égal à 2,5. Le nombre minimum de segments est 10.
- Chaque tronçon est, dans le calcul, caractérisé par un ressort. La raideur du ressort modélise la résistance au cisaillement du revêtement et la raideur du sol sous la pointe du pieu.
- Pour chaque tronçon, la valeur limite de la force de cisaillement Tlim transmise par le revêtement est déterminée.
- Le pieu est chargé à son extrémité supérieure par incréments de charge verticale. Pour chaque incrément de charge, l'intensité de la force du ressort est déterminée pour chaque tronçon. Cependant, elle ne peut pas dépasser la valeur limite du frottement latéral Tlim. Il est clair qu'à partir d'un certain seuil de charge, tous les ressorts ne pourront plus augmenter leur force et qu'avec une charge supplémentaire, le pieu ne sera plus supporté que par le ressort de base. Ce ressort n'a aucune limitation quant à la force transmise.
- Le calcul fournit la courbe de charge limite, les forces développées dans le pieu et un graphe montrant la relation entre le cisaillement et la déformation à une profondeur donnée.