Etude numérique de l’amélioration des sols par des colonnes ballastées.

Abstract

Le processus d'installation de la colonne ballastée est accompagné de vibrations et de déplacements horizontaux, ce qui entraîne un compactage supplémentaire du sol environnant. Certaines études récemment publiées ont montré que l’installation de la colonne ballastée provoque des effets bénéfiques sur le sol environnant. Néanmoins, ces études ne conduisent pas aux mêmes conclusions en ce qui concerne l’effet de l'installation qui doit être considéré pour représenter le changement positif du sol. En outre, la plupart des méthodes de conception et des études numériques d’évaluation du tassement des sols traités par colonnes ballastées ne tiennent pas compte de ces effets d'installation. Le code aux éléments finis Plaxis 2D et 3D a été utilisé dans cette thèse pour étudier la performance du tassement des fondations circulaires rigides traitées avec de petits groupes de colonnes ballastées, en tenant compte de l’effet de l’installation. Premièrement, des analyses numériques ont été effectuées en utilisant un modèle axisymétrique pour évaluer les effets de l'installation immédiatement après l'installation de la colonne et après la consolidation. Les présentsrésultats montrent que l’installation de la colonne entraîne une amélioration importante dans les contraintes effectives radiales et circonférentielles du sol au voisinage de la colonne, qui conduit à une augmentation significative de la rigidité du sol environnant. Par ailleurs, en présence simultanée de l’amélioration des contraintes effectives horizontales et de la rigidité du sol, les présents résultats montrent qu’il y a plus de réduction du dit tassement. Deuxièmement, des simulations numériques 3D ont été effectuées pour étudier les effets de l'installation de la colonne ballastée et du niveau de la charge appliquée sur la longueur optimale des colonnes ballastées. Les résultats de la présente étude montrent que la prise en compte de l'effet d'installation, en augmentant le coefficient de pression latéral du sol, diminue les déformations des colonnes et du sol environnant, conduisant par la suite à une réduction du tassement de la fondation et de la longueur optimale des colonnes ballastées. Les présents résultats indiquent aussi que l’augmentation de la pression appliquée à la fondation augmente la longueur optimale des colonnes ballastées, qui dépend principalement de la profondeur de distribution des déformations totales de cisaillement sous la fondation.