| Résumé
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Le
phénomène de liquéfaction est
l'une des instabilités les plus dévastatrices des massifs
sableux saturés et
constitue la principale cause de dégâts au sol et aux
structures lors des
tremblements de terre. Les observations sur le terrain des cas
historiques de
rupture par liquéfaction déclenchés par de forts
tremblements de terre montrent
le développement de grandes déformations et la perte de
résistance due à
l'augmentation de la pression de l'eau interstitielle pour une large
gamme de
sols saturés. Les premières travaux qui ont permis de
mettre en évidence le
phénomène de liquéfaction au laboratoire remontent
aux années 1960, mais la liquéfaction
des sols reste néanmoins l'un des phénomènes les
plus difficiles à évaluer, car
elle est fortement influencée par différents facteurs,
tels que la densité
relative, la pression de confinement, la teneur en fines, l'amplitude
des
contraintes ou des déformations et le chemin de chargement. Par
conséquent, la
prévision de l'occurrence de la liquéfaction des sols est
un aspect essentiel
de l'ingénierie géotechnique parasismique. L'objectif de
cette thèse est
d'identifier les facteurs affectant la résistance à la
liquéfaction des sables
silteux et d'étudier leur influence sur la susceptibilité
à la liquéfaction. À
cette fin, dans la première partie du travail, le comportement
des sables
limoneux lâches, moyens et denses est analysé par des
essais au laboratoire,
qui comprennent des essais triaxiaux non drainés monotones et
cycliques, ainsi
que des essais à la colonne résonante, en utilisant
différents teneur en fines
et pressions de confinement. Les résultats montrent que le
comportement des
mélanges dépend fortement des caractéristiques des
particules grossières et fines.
Les résultats expérimentaux sont analysés en
termes d'indice des vides
intergranulaire équivalent, qui est identifié dans la
littérature comme un
paramètre d'état adéquat pour caractériser
l'effet global des particules fines.
Cependant, l'estimation de l'indice des vides intergranulaire
équivalent
nécessite la détermination de la fraction fine active b
participant au
transfert de force. Une formule originale est proposée pour le
paramètre b,
basée sur l'arrangement des particules, permettant ainsi une
prédiction
satisfaisante du déclenchement de la liquéfaction dans
les mélanges sable-fines
indépendamment de la teneur en fines. Dans la deuxième
partie, l'ensemble des
résultats des essais de laboratoire est utilisé pour
calibrer le modèle
constitutif 3D d'Iwan-Iai pour les sables saturés, dont le
principal avantage
est le nombre limité de paramètres géotechniques
couramment mesurés. Une étude
paramétrique est réalisée pour étudier les
effets des différents facteurs sur
la résistance à la liquéfaction des sables
limoneux. La corrélation des
paramètres de liquéfaction avec la densité
relative, la teneur en fines et la
pression de confinement est proposée. Dans la dernière
partie de ce travail,
les paramètres du modèle obtenus par calibration
numérique sont utilisés dans
un modèle éléments finis simulant la propagation
verticale des ondes dans des
profils de sol stratifiés afin d'étudier l'influence de
ces paramètres dans la
réponse sismique. Ensuite, une base de données de 300
profils de sol est
générée par la méthode de Monte Carlo afin
d'étudier la fiabilité et la limite
de l'utilisation de la vitesse moyenne des ondes de cisaillement dans
les 30 m
supérieurs du profil de
sol, en tant que paramètre unique, pour caractériser les
effets de site. Des
corrélations entre les facteurs d'amplification et les
paramètres de site sont
analysées pour différentes gammes de périodes et
comparées à celles proposées
par différents codes de conception internationaux et nationaux.
Les résultats,
obtenus dans l'hypothèse de comportement linéaire et non
linéaire du sol,
soulignent la nécessité d'introduire des
paramètres de site complémentaires
pour mieux caractériser les effets de site dans les spectres de
réponse de conception.
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