l.IAILLEPréparation du mail lageMAPLANmodu<strong>le</strong> planHATRID I uncAPomodu<strong>le</strong> tridi..mensionnel II modu<strong>le</strong> structure/ rrsT i \vérifi cation\ du maillageImauvais maillageI Dessins des résultatsI A. TEST, impression, II perforationIGROUPE ical cu] dugroupe iI Rêsultats imprimés,/ pe"forés ou sur' support magnêtiqueITRACE ireprésentationgraphiqueI Rêsul tats sous forme tf sraphique IFig. 1 Structure du programme ROSALTEpour tout champ de déplacements virtuels admissib<strong>le</strong>(c'est-à-dire vérifiant <strong>le</strong>s conditions de déplacementimposées) ôU, avec <strong>le</strong>s champs de déformations ôe etô0 associés, et pour toute distribution d'incrément decharge ôH admissib<strong>le</strong> (c'est-à-dire vérifiant <strong>le</strong>s conditionsaux limites imposées à la charge hydraulique H),avec <strong>le</strong> champ de dérivées partiel<strong>le</strong>s ôg associé.Après discrétisation de I'espace et du temps (par laméthode de Ga<strong>le</strong>rkin), I'analyse du problème débouchesur une procédure de résolution itérative sur labase de l'équation matriciel<strong>le</strong>Go,'Vr*at : Lo, * Gi.. V,avec <strong>le</strong>s notations suivantes :R-CGar:-6rr - 2at KLat :.r*lJ^t :-v -T1-; Rz_6r)cî^12 tF(t) +2F(t+At)l+ ta(t) + 2e(t+ at)lv,*a, : till i îlil,V, : riltil(3)R matrice de rigidité du sque<strong>le</strong>tte du sol,C matrice de couplage entre l'écou<strong>le</strong>ment et <strong>le</strong>sdéformations du sque<strong>le</strong>tte,At incrément de temps,F matrice-colonne des forces noda<strong>le</strong>s imposées(forces volumiques et forces de surface confondues),O matrice-colonne des débits nodaux imposés.Cette équation matriciel<strong>le</strong> se résout .. faci<strong>le</strong>ment,,, à lacondition d'inverser la matrice Go,, qui est symétriqueet tridiagonalisab<strong>le</strong> par blocs. Dans <strong>le</strong> programmeRosALlE-Groupe 9, I'inversion est réalisée par laméthode directe de Cho<strong>le</strong>ski par bande. La résolutiondonne <strong>le</strong>s déplacements U et <strong>le</strong>s charges H au tempst + at, qui permettent de calcu<strong>le</strong>r <strong>le</strong>s autres inconnues,et en particulier <strong>le</strong>s contraintes (<strong>le</strong>s conventions designe du calcul sont cel<strong>le</strong>s de la mécanique des milieuxcontinus et non cel<strong>le</strong>s de la mécanique des sols).ll faut noter que I'inversion de la matrice Go., qu iconditionne pour une grande part <strong>le</strong> coût total ducalcul, doit être effectuée chaque fois que I'on modifieI'incrément de tennps at. En pratique, <strong>le</strong>s calculsdoivent pour cette raison n'utiliser qu'un nombre limitéde va<strong>le</strong>urs de At dans chaque cas traité.L'introduction de l'élastoplasticité dans la procédurede calcul de la consolidation a été effectuée sousforme incrémenta<strong>le</strong>, ên su pposant que la fonctionF(o', k) : 0 est à la fois <strong>le</strong> critère de plasticité et <strong>le</strong>potentiel plastique (c'est-à-dire qu'on lui applique <strong>le</strong>principe de normalité), o' désignant l'état des contrainteseffectives et k un paramètre d'écrouissage.REVUE FRANçA|SE DE GEOTECHNTOUE NUMERO 19 40
L'analyse du problème de la consolidation dans un solélastoplastique conduit à l'établissement de deuxéquations déduites du principe des travaux virtuets etanalogues à cel<strong>le</strong>s établies dans <strong>le</strong> cas du sque<strong>le</strong>tteélastique linéaire. L'équation (1) relative au sque<strong>le</strong>ttedu sol est remplacée par l'équation suivante, écritedans <strong>le</strong> cas où la plasticité est traitée par la méthode dela contrainte initia<strong>le</strong> :u": LerEôe on -[ Aoe(t)ôe do - I,rwHô0 dOJrr-0 (4)avec <strong>le</strong>s mêmes notations que pour l'équation (1), lacorrection de contrainte Aoe étant obtenue par cumuldes corrections introduites à chaque incrément decharge pour caractériser l'état de contrainte réel du solélastoplastique par rapport à l'état de contrainte fictifcalculé en élasticité linéaire :t Frôu dcl - f Trôu ds-J"-Aoe(t, t + At) : Ao(t, t + At) - E de(t, t + At),Aoo: |.'Ooo( r, r+ Ar) dr.JgL'équation relative à l'écou<strong>le</strong>ment est identique àl'équation (2) établie dans <strong>le</strong> cas du sque<strong>le</strong>tte élastiquelinéai re.Après discrétisation de I'espace et du temps, on obtientfina<strong>le</strong>ment une équation de récurrence de la formeavec <strong>le</strong>s notations suivantes :^ulat :r\ **lJatR -C-çr - 3at K3o)c:oî^Go,. Vl, : Li. + Gii . V3, (5)qu'un processus itératif annexe, inclus dans <strong>le</strong>processus itératif général relatif au temps, cumu<strong>le</strong>jusqu'à ramener en tout point du maillage l'état descontraintes effectives sur <strong>le</strong> critère de plasticité.La figu re 2 explique <strong>le</strong> dérou<strong>le</strong>ment des calculs deconsolidation dans <strong>le</strong> cas des sols élastoplastiques.Dans son état actuel, <strong>le</strong> programme ROSALIE-Groupe I permet de traiter la consolidation de solsdont <strong>le</strong> critère de plasticité du sque<strong>le</strong>tte est I'un descritères de Tresca, Von Misès ou Mohr-Coulomb ou,depuis <strong>le</strong>s travaux de Dang et Magnan (19771, te critèred'élastoplasticité avec écrouissage du modè<strong>le</strong> Camclaymodifié.3 Le cas traité : remblai B du site expérimentalde Cubzac-<strong>le</strong>s-PontsL'étude a été réalisée sur <strong>le</strong> cas d'un remblai réel, édifiéen 1975 par <strong>le</strong>s Laboratoires des Ponts et Chausséessur la rive nord de la Dordogne, à Cubzac-<strong>le</strong>s-Ponts(Gironde). Ce remblai a fait I'objet de nombreusesétudes théoriques et expérimenta<strong>le</strong>s et a été décritdans plusieurs publications antérieures (Dang etMagnan, 1977; Magnan et al., 1978; Shahanguian,1980; Baghery, 1980). Nous nous contenterons derappe<strong>le</strong>r ici la géométrie du remblai et du sol defondation (fig. 3) et de reproduire la coupe géotechniquedu sol de fondation, tel<strong>le</strong> qu'el<strong>le</strong> résulte de lareconnaissance effectuée avant la construction duremblai (Tab<strong>le</strong>au l).Colcul 'étol initiolLi.: LtF(t) + 2F(t + at) + 2F o_"(t)l-îto(t)+2e(t+at)lElol ô t'Vi': [ill'* o.,]'Vô: [1,,,]'Faoo matrice-colonne des forces noda<strong>le</strong>s dues auxcorrections de contraintes,autres notations, comme pour l'équation (3).Cette équation qui permet, par un processus itératif,d'obtenir la solution des problèmes de consolidationdans <strong>le</strong>s sols élastoplastiques, appel<strong>le</strong> deux commentaires:d'une part, comme pour l'équation (3), la résolutionde l'équation matriciel<strong>le</strong> (a) passe par-l'inversion dela matrice symétrique Go., qui dépend de I'incrémentde temps at : on a tout intérêt à inverser cettematrice <strong>le</strong> moins souvent possib<strong>le</strong>, si I'on veutgarder <strong>le</strong> bénéfice du traitement de la plasticité parla méthode des contraintes initia<strong>le</strong>s;d'autre part, si l'on regarde la composition de lamatrice des inconnues, Vir, on constate qu'el<strong>le</strong> necomporte qu'une fonction définie au temps t + At :la charge hydraulique H. Les déplacements u sontdéfinis au temps t et I'on pourrait craindre qu'ils nerestent constants. En réalité, ils varient, parI'intermédiaire des corrections de contraintes-+ètQog)o aolJ-Fig. 2Résolution deGV=L+GV'Colcu I de as'est de plcsficitéRésultofs ô l+at( o, u,H )oo-:-too Joo-oo o)