Définition des contraintes initiales avec la procédure K0
Lorsque les contraintes géostatiques initiales sont déterminées à l’aide de la procédure K0, le programme GEO5 MEF permet à l’utilisateur de prendre en compte une éventuelle préconsolidation des sols. La procédure K0 fournit la contrainte verticale actuelle (initiale) σz0. Par exemple, on peut considérer uniquement le poids propre des sols. Ensuite, la contrainte horizontale σx0 est déterminée.
Dans le cas des sols normalement consolidés, on adopte le coefficient de pression latérale au repos K0NC, qui peut être soit saisi directement, soit déterminé à partir d’expressions définies séparément pour :
- les sols cohérents :
, où ν est le coefficient de Poisson ; - les sols pulvérulents :
, où φ est l’angle de frottement interne.
Dans le cas des sols surconsolidés, la contrainte horizontale est déterminée à l’aide des paramètres de surconsolidation OCR ou POP. Ces paramètres peuvent également servir à ajuster la pression de préconsolidation initiale pc, qui intervient dans la formulation des modèles de matériau intégrant une surface de compression. Le paramètre de préconsolidation spécifique détermine la manière de calculer la contrainte transversal σx0. En particulier :
1) En utilisant le paramètre OCR. Cette approche offre trois options :
- Saisie de K0. Cette option est recommandée lorsque l’on dispose d’une valeur fiable du coefficient de pression latérale au repos pour un sol surconsolidé K0. Cependant, une combinaison inappropriée des paramètres K0NC et OCR peut entraîner un état initial de contrainte géostatique non admissible pour un sol surconsolidé. Quel que soit le modèle de matériau choisi, il doit en général être vérifié que la contrainte moyenne σmpc d’un sol initialement normalement consolidé est supérieure à la contrainte moyenne σm0 d’un sol surconsolidé après un certain déchargement. Du fait que :
la condition σmpc ≥ σm0 exige que :
Soulignons que la violation de cette condition aura un impact sur le paramétrage de la pression de préconsolidation pc dans les modèles avec une surface de rupture en compression ainsi que sur l'initialisation du modèle d'argile hypoplastique. De plus amples détails peuvent être trouvés dans le manuel théorique.
- Calcul (ν). La valeur du paramètre K0 est fournie par :
- Calcul (α). La valeur du paramètre K0 est fournie par :
où la valeur de α est généralement fixée à α = 0,5 ou α = sinφ. La valeur de la contrainte transversale σx0 découle alors de :
2) En utilisant le paramètre POP. Dans ce cas, la valeur de la contrainte transversale σx0 est donnée par :
Des détails supplémentaires sont disponibles dans le manuel théorique.