Etude en petites déformations de l'interaction entre une foundation superficielle et une conduite enterrée

ABSTRACT

This paper presents the finite element modelling of the interaction between a shallow foundation and a buried pipe. An elastoplastic model with a linear elastic part and Mohr-Coulomb criterion is compared to a non-linear elastic hyperbolic model. It is shown that the elastoplastic model does not allow to represent properly the behaviour of both the foundation and the pipe. Indeed, the choice of a modulus adapted to the prediction of the settlement of the foundation leads to an important underestimation of the stiffness of the soil around the pipe and, consequently, to an overestimation of the stresses in the pipe. On the contrary, the non-elastic model is capable of representing both the high stiffness around the pipe and the significant decrease in stiffness directly below the foundation. The use of nonlinear elasticity is thus interesting, provided it is possible to determine the variation of the modulus with strain and if the loading in monotonous.

RÉSUMÉ

Cet article présente la modélisation par la méthode des éléments finis de l'interaction entre une fondation superficielle et une conduite enterrée. On compare une loi élastoplastique (critère de Mohr-Coulomb) à partie élastique linéaire avec une loi élastique non linéaire de type hyperbolique. On montre que la loi élastoplastique ne permet pas de représenter correctement à la fois le comportement de la fondation et celui de la conduite. En effet, le choix d'un module adapté à la prévision du tassement de la fondation entraîne une sous-estimation importante de la raideur du sol autour de la conduite et, par conséquent, une sur-estimation des contraintes dans la conduite. En revanche, la loi élastique non linéaire permet de représenter simultanément la raideur élevée du sol autour de la conduite et la diminution significative de raideur du sol directement sous la fondation. Le recours à l'élasticité non linéaire est donc intéressant dès lors qu'il est possible de déterminer la variation du module avec la déformation et si le chargement est monotone.

KEYWORDS:

• soil-structure interaction
• non linear elasticity
• buried pipe

MOTS-CLÉS:

• interaction sol-structure
• élasticité non linéaire
• conduite enterrée