Tweet
Xin giới thiệu với anh, chị, em và các cô chú trên diễn đàn luận án tốt nghiệp Master của cháu, chuyên ngành "Cơ học kết cấu và vật liệu", được thực hiện và hoàn thành tại trường đại học Marne-la-Vallée (hiện nay là Université Paris-Est) và "Trung tâm khoa học và công nghệ xây dựng công trình" của Pháp (CSTB).
Luận án bảo vệ vào tháng 6/2006, là một trong ba đề tài đạt điểm thủ khoa và được chuyển tiếp lên Tiến sĩ. Luận án đã được tóm tắt thành báo và đang chờ đăng lên tạp chí Computers and Geotechnics hay một tạp chí về cơ đất của Mỹ. Luận án cũng được giáo sư hướng dẫn đưa vào thành một trong bốn chương của cuốn sách về các sự cố xây dựng, sẽ được xuất bản tại nhà xuất bản Ponts et Chaussée của Pháp trong 1, 2 tháng tới.
Luận án vẫn còn nhiều điểm chưa hoàn hảo và đang được tiếp tục phát triển trong đề tài Tiến sĩ, với việc mở rộng thêm các sự cố lún sụt đất nền khác do hạ mực nước ngầm, mất nước bề mặt, sập sụt các hang động ngầm, tác động của việc thi công các công trình ngầm... Rất mong được các anh, chị, em và các cô chú trong ngành có chung niềm quan tâm cùng trao đổi, nhận xét.
Dưới đây là tên đề tài, tóm tắt bằng tiếng Pháp và tiếng Anh, Giới thiệu tổng quan và Kết luận:
Quốc Việt
Email: quocviet.do@cstb.fr
SUJET: ETABLISSEMENT D’UNE TYPOLOGIE D’OUVRAGES LEGERS VIS-A-VIS DE LEUR SENSIBILITE AU RETRAIT ET GONFLEMENT DES ARGILES: MODELISATION DE L’INTERACTION SOL - STRUCTURES POUR L’EVALUATION DE LA VULNERABILITE DU BATI.
Résumé
L’objet de ce stage concerne l’étude des mouvements différentiels du sol provoqués par le retrait – gonflement des argiles ainsi que leurs conséquences sur le bâti.
La bibliographie est consacrée à une synthèse de connaissances sur les typologies de bâti existantes et à l’analyse statistique des sinistres établies par l’Agence Qualité Construction (AQC) et le Centre Expérimental de Recherches et d’Etudes du Bâtiment et des Travaux Publics (CEBTP). Ces travaux permettent de proposer une nouvelle typologie de structures vis-à-vis de leur sensibilité au retrait et gonflement de sols argileux.
Le développement d’une méthodologie d’évaluation quantitative de la vulnérabilité et de la fiabilité du bâti permet d’étudier des maisons d’habitation anciennes en proposant un modèle analytique et un modèle numérique de calcul utilisant la méthode des éléments finis. Ces modèles sont basés sur une description de la fondation filante et une description du comportement de réaction de sol.
Le recours à des simulations de Monte - Carlo permet d’évaluer les risques de dépassement de certaines valeurs caractéristiques des déplacements.
--------------------------------------------------------------------
Abstract
The research of this training course relates to the differential movement study of the ground caused by the withdrawal - swelling of clays and their consequences on the building.
The bibliography is devoted to synthesis the knowledge on the existing typologies of building and to statistical analysis of the disasters established by the Agency Construction Quality (AQC) and the Center of the experimental study and research the building industry and public works (CEBTP). This work leads to the establish a new typology of the structures with respect to their sensitivity to the withdrawal and swelling of clay soils.
The development of a methodology of quantitative evaluation of the vulnerability and reliability of building allows to study old dwelling houses based on an analytical model and a numerical model using the finite elements method. These models will have to take into account a simplified description of foundation and a description of the behavior of reaction of the ground.
The resort to the Monte Carlo simulations allows to quantify the risks to exceed the values of certain characteristic of displacements.
--------------------------------------------------------------------
Introduction générale
Les phénomènes de retrait – gonflement de certaines formations géologiques argileuses affleurantes provoquent des tassements différentiels qui se manifestent par des désordres affectant principalement le bâti de maisons. Depuis la vague de sécheresse des années 1989-1991, ces phénomènes ont été intégrés dans le cadre des catastrophes naturelles mis en place par la loi du 13 juillet 1982. En l’espace de dix ans, ce risque naturel est devenu en France la deuxième cause d’indemnisation derrière les inondations. Le montant total des remboursements effectués à ce titre pour ces inondations était évalué à la fin de l’année 2002 par la Caisse Centrale de Réassurance à environ 3,3 milliard d’euros, ce qui correspond à plusieurs centaines de milliers de maisons sinistrées sur l’ensemble de la France depuis 1989.
La bibliographie sur le diagnostic et la prévention du risque « sécheresse » montre que les conséquences du tassement du sol sur les structures sont qualitativement bien connues et ont fait l’objet de nombreuses expertises in situ. En revanche, il apparaît que des outils d’analyse quantitative de la vulnérabilité du bâti par rapport au risque « sécheresse » manquent à l’heure actuelle.
L’objectif de cette recherche est d’établir une typologie de structures vis-à-vis de leur sensibilité au retrait - gonflement des argiles en s’appuyant sur l’examen des bases de données des sinistres et en développant une méthodologie d’évaluation quantitative de la vulnérabilité du bâti.
Ce travail est réalisé dans le cadre d’un stage de master au Centre Scientifique et Technique de Bâtiments (CSTB) en collaboration avec le Laboratoire de Mécanique (LAM) de l’université de Marne-la-Vallée.
Les travaux de ce stage comprennent 3 parties:
- Etablissement d’une typologie d’ouvrages légers en se basant sur celles existantes et sur une analyse statistique des risques.
- Développement d’un modèle analytique et d’un modèle numérique aux éléments finis (en langage Fortran) et application au cas de maisons d’habitation anciennes. Ces modèles prennent en compte : une description simplifiée du comportement du sol, une description simplifiée des éléments structuraux et l’interaction sol - structure.
- Analyse des risques et évaluation quantitative de la vulnérabilité et de la fiabilité du bâti par la méthode utilisant des simulations de Monte-Carlo.
Quelques conclusions sur le travail et perspectives possibles ont été alors abordées.
-------------------------------------------------------------------
Conclusions générales et perspectives
L’objectif de ce stage est d’établir une typologie de structures vis-à-vis de leur sensibilité au retrait - gonflement des argiles en s’appuyant sur l’examen des bases de données des sinistres et en développant une méthodologie d’évaluation quantitative de la vulnérabilité du bâti.
Dans le premier chapitre, une synthèse des connaissances sur des typologies de bâtis existants et une analyse statistique des sinistres établie par l’AQC et CEBTP ont été présentées dans le but de classer les ouvrages légers en catégories de vulnérabilité.
Le deuxième chapitre est consacré, dans un premier temps, au développement d’un modèle analytique de poutre sur un sol élastique. Ce modèle, basé sur l’hypothèse d’Euler - Bernoulli et un comportement de réaction de sol de Winkler, est utilisé pour le calcul d’une poutre symétrique dans le cas d’un tassement symétrique du sol.
Dans un deuxième temps, pour surmonter les points limites du modèle analytique, nous avons développé en langage Fortran un modèle numérique utilisant la méthode des éléments finis. Ce modèle permet de calculer le déplacement différentiel du système de poutres dans la fondation filante pour tous les cas de mouvement du sol.
Compte tenu de la bonne corrélation entre les résultats analytiques et ceux obtenus en utilisant le modèle numérique, ce dernier va être utilisé pour évaluer la vulnérabilité et la fiabilité du bâti. L’analyse de risques présentée dans le troisième chapitre, et basée sur la méthode des simulations de Monte – Carlo, a montrée que la probabilité de crise est faible pour des maisons possédant une profondeur du niveau de la fondation supérieure à 0,8m.
La méthodologie est limitée au cas de maisons d’habitation anciennes pour lesquelles la fondation filante est modélisée par des poutres sur un sol élastique et la superstructure est sollicitée par des charges uniformes ou linéiques.
Ce travail pourrait être poursuivit. Dans un premier temps, il est tout a fait possible de mettre en place une méthodologie prenant en compte tous les types de bâtiments. Diverses améliorations peuvent être apportées aux modèles de calcul, telles que l’évolution dans le temps du coefficient de réaction, la variation de rigidité flexionnelle le long de la semelle ou encore la prise en compte de poteaux aux extrémités des semelles filantes ainsi que des linteaux.
Dans un deuxième temps, il est aussi possible de développer les calculs pour d’autres types de fondations superficielles comme : radier, semelle isolée ou puits courts.
Luận án bảo vệ vào tháng 6/2006, là một trong ba đề tài đạt điểm thủ khoa và được chuyển tiếp lên Tiến sĩ. Luận án đã được tóm tắt thành báo và đang chờ đăng lên tạp chí Computers and Geotechnics hay một tạp chí về cơ đất của Mỹ. Luận án cũng được giáo sư hướng dẫn đưa vào thành một trong bốn chương của cuốn sách về các sự cố xây dựng, sẽ được xuất bản tại nhà xuất bản Ponts et Chaussée của Pháp trong 1, 2 tháng tới.
Luận án vẫn còn nhiều điểm chưa hoàn hảo và đang được tiếp tục phát triển trong đề tài Tiến sĩ, với việc mở rộng thêm các sự cố lún sụt đất nền khác do hạ mực nước ngầm, mất nước bề mặt, sập sụt các hang động ngầm, tác động của việc thi công các công trình ngầm... Rất mong được các anh, chị, em và các cô chú trong ngành có chung niềm quan tâm cùng trao đổi, nhận xét.
Dưới đây là tên đề tài, tóm tắt bằng tiếng Pháp và tiếng Anh, Giới thiệu tổng quan và Kết luận:
Quốc Việt
Email: quocviet.do@cstb.fr
SUJET: ETABLISSEMENT D’UNE TYPOLOGIE D’OUVRAGES LEGERS VIS-A-VIS DE LEUR SENSIBILITE AU RETRAIT ET GONFLEMENT DES ARGILES: MODELISATION DE L’INTERACTION SOL - STRUCTURES POUR L’EVALUATION DE LA VULNERABILITE DU BATI.
Résumé
L’objet de ce stage concerne l’étude des mouvements différentiels du sol provoqués par le retrait – gonflement des argiles ainsi que leurs conséquences sur le bâti.
La bibliographie est consacrée à une synthèse de connaissances sur les typologies de bâti existantes et à l’analyse statistique des sinistres établies par l’Agence Qualité Construction (AQC) et le Centre Expérimental de Recherches et d’Etudes du Bâtiment et des Travaux Publics (CEBTP). Ces travaux permettent de proposer une nouvelle typologie de structures vis-à-vis de leur sensibilité au retrait et gonflement de sols argileux.
Le développement d’une méthodologie d’évaluation quantitative de la vulnérabilité et de la fiabilité du bâti permet d’étudier des maisons d’habitation anciennes en proposant un modèle analytique et un modèle numérique de calcul utilisant la méthode des éléments finis. Ces modèles sont basés sur une description de la fondation filante et une description du comportement de réaction de sol.
Le recours à des simulations de Monte - Carlo permet d’évaluer les risques de dépassement de certaines valeurs caractéristiques des déplacements.
--------------------------------------------------------------------
Abstract
The research of this training course relates to the differential movement study of the ground caused by the withdrawal - swelling of clays and their consequences on the building.
The bibliography is devoted to synthesis the knowledge on the existing typologies of building and to statistical analysis of the disasters established by the Agency Construction Quality (AQC) and the Center of the experimental study and research the building industry and public works (CEBTP). This work leads to the establish a new typology of the structures with respect to their sensitivity to the withdrawal and swelling of clay soils.
The development of a methodology of quantitative evaluation of the vulnerability and reliability of building allows to study old dwelling houses based on an analytical model and a numerical model using the finite elements method. These models will have to take into account a simplified description of foundation and a description of the behavior of reaction of the ground.
The resort to the Monte Carlo simulations allows to quantify the risks to exceed the values of certain characteristic of displacements.
--------------------------------------------------------------------
Introduction générale
Les phénomènes de retrait – gonflement de certaines formations géologiques argileuses affleurantes provoquent des tassements différentiels qui se manifestent par des désordres affectant principalement le bâti de maisons. Depuis la vague de sécheresse des années 1989-1991, ces phénomènes ont été intégrés dans le cadre des catastrophes naturelles mis en place par la loi du 13 juillet 1982. En l’espace de dix ans, ce risque naturel est devenu en France la deuxième cause d’indemnisation derrière les inondations. Le montant total des remboursements effectués à ce titre pour ces inondations était évalué à la fin de l’année 2002 par la Caisse Centrale de Réassurance à environ 3,3 milliard d’euros, ce qui correspond à plusieurs centaines de milliers de maisons sinistrées sur l’ensemble de la France depuis 1989.
La bibliographie sur le diagnostic et la prévention du risque « sécheresse » montre que les conséquences du tassement du sol sur les structures sont qualitativement bien connues et ont fait l’objet de nombreuses expertises in situ. En revanche, il apparaît que des outils d’analyse quantitative de la vulnérabilité du bâti par rapport au risque « sécheresse » manquent à l’heure actuelle.
L’objectif de cette recherche est d’établir une typologie de structures vis-à-vis de leur sensibilité au retrait - gonflement des argiles en s’appuyant sur l’examen des bases de données des sinistres et en développant une méthodologie d’évaluation quantitative de la vulnérabilité du bâti.
Ce travail est réalisé dans le cadre d’un stage de master au Centre Scientifique et Technique de Bâtiments (CSTB) en collaboration avec le Laboratoire de Mécanique (LAM) de l’université de Marne-la-Vallée.
Les travaux de ce stage comprennent 3 parties:
- Etablissement d’une typologie d’ouvrages légers en se basant sur celles existantes et sur une analyse statistique des risques.
- Développement d’un modèle analytique et d’un modèle numérique aux éléments finis (en langage Fortran) et application au cas de maisons d’habitation anciennes. Ces modèles prennent en compte : une description simplifiée du comportement du sol, une description simplifiée des éléments structuraux et l’interaction sol - structure.
- Analyse des risques et évaluation quantitative de la vulnérabilité et de la fiabilité du bâti par la méthode utilisant des simulations de Monte-Carlo.
Quelques conclusions sur le travail et perspectives possibles ont été alors abordées.
-------------------------------------------------------------------
Conclusions générales et perspectives
L’objectif de ce stage est d’établir une typologie de structures vis-à-vis de leur sensibilité au retrait - gonflement des argiles en s’appuyant sur l’examen des bases de données des sinistres et en développant une méthodologie d’évaluation quantitative de la vulnérabilité du bâti.
Dans le premier chapitre, une synthèse des connaissances sur des typologies de bâtis existants et une analyse statistique des sinistres établie par l’AQC et CEBTP ont été présentées dans le but de classer les ouvrages légers en catégories de vulnérabilité.
Le deuxième chapitre est consacré, dans un premier temps, au développement d’un modèle analytique de poutre sur un sol élastique. Ce modèle, basé sur l’hypothèse d’Euler - Bernoulli et un comportement de réaction de sol de Winkler, est utilisé pour le calcul d’une poutre symétrique dans le cas d’un tassement symétrique du sol.
Dans un deuxième temps, pour surmonter les points limites du modèle analytique, nous avons développé en langage Fortran un modèle numérique utilisant la méthode des éléments finis. Ce modèle permet de calculer le déplacement différentiel du système de poutres dans la fondation filante pour tous les cas de mouvement du sol.
Compte tenu de la bonne corrélation entre les résultats analytiques et ceux obtenus en utilisant le modèle numérique, ce dernier va être utilisé pour évaluer la vulnérabilité et la fiabilité du bâti. L’analyse de risques présentée dans le troisième chapitre, et basée sur la méthode des simulations de Monte – Carlo, a montrée que la probabilité de crise est faible pour des maisons possédant une profondeur du niveau de la fondation supérieure à 0,8m.
La méthodologie est limitée au cas de maisons d’habitation anciennes pour lesquelles la fondation filante est modélisée par des poutres sur un sol élastique et la superstructure est sollicitée par des charges uniformes ou linéiques.
Ce travail pourrait être poursuivit. Dans un premier temps, il est tout a fait possible de mettre en place une méthodologie prenant en compte tous les types de bâtiments. Diverses améliorations peuvent être apportées aux modèles de calcul, telles que l’évolution dans le temps du coefficient de réaction, la variation de rigidité flexionnelle le long de la semelle ou encore la prise en compte de poteaux aux extrémités des semelles filantes ainsi que des linteaux.
Dans un deuxième temps, il est aussi possible de développer les calculs pour d’autres types de fondations superficielles comme : radier, semelle isolée ou puits courts.
Ghi chú