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Thorel, Luc

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Works: 21 works in 29 publications in 3 languages and 41 library holdings
Genres: Conference papers and proceedings  Academic theses 
Roles: Other, Thesis advisor, Opponent, Author, Editor
Publication Timeline
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Most widely held works by Luc Thorel
Proceedings of the International Symposium on Physical Modelling and Testing in Environmental Geotechnics : La Baule, France, May 15-17,2000 by International Symposium on Physical Modelling and Testing in Environmental Geotechnics( Book )

3 editions published in 2000 in English and held by 11 WorldCat member libraries worldwide

Sols intermédiaires pour la modélisation physique by Khaled Boussaid( Book )

2 editions published in 2005 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Pour la modélisation physique dans le domaine géotechnique, un matériau représentatif de sols intermédiaires « intermediate soils », dont le comportement est proche de celui des sols naturels non grossiers, a été étudié. Différents mélanges composés de sable de Fontainebleau, de kaolinite speswhite et d'eau ont été testés. Les effets de la teneur en eau, du taux de kaolinite, de la méthode et de l'intensité du compactage ainsi que de la vitesse d'essai de cisaillement, sur l'évolution du comportement mécanique ont été quantifiés sur des petites éprouvettes de sol. Une méthodologie expérimentale a été développée permettant de reconstituer de gros massifs de sol intermédiaires, homogènes et répétitifs, nécessaires aux essais sur modèles réduits (essais en centrifugeuse, en chambre d'étalonnage, en cuve). Les premières applications ont porté sur le comportement de fondations superficielles dans ces sols intermédiaires. Une série d'essais sur modèles réduits centrifugés a été réalisée avec une semelle circulaire pour l'étude des corrélations entre la charge de rupture et la résistance de pointe du pénétromètre statique. La deuxième série effectuée avec une semelle filante a porté sur la réduction de portance due à la proximité d'un talus. Les résultats obtenus ont été confrontés avec les règles techniques françaises ( Fascicule 62)
Pieux sous charge latérale cyclique by Frédéric Rosquoët( Book )

2 editions published in 2004 in French and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

The behaviour of flexible pile in dry Fontainebleau sand under horizontal cyclic loading has been investigated using centrifuged models. An experimental study to enquire into the effect at service load of the number of cycles, of the amplitude of cycle and of the density of soil on the relative head displacement and the maximum bending moment of the pile has been performed. An empirical law to evaluate the pile head displacements is proposed. The model pile instrumented with 20 strain gauges makes it possible to record the profile of the bending moment versus depth during loading from which one deduces the P-y reaction curve. A reduction coefficient r (P-multiplier) as been introduced to quantify the effects of cyclic loads on P-y curves
Modélisation physique du renforcement par géosynthétique des remblais granulaires et cohésifs sur cavités by Mouhamad Hassoun( )

1 edition published in 2019 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The French underground is occupied by a considerable number of natural or anthropogenic underground cavities: former mining areas, quarries, karsts, tunnels and abandoned civil structures, etc. These cavities are the source of various risks of ground movements such as sinkholes and subsidence which can have a large impact on the safety people and structures or infrastructures. In order to reduce this risk, a reinforcement of the embankments by geosynthetic in the zones of potential cavities can be implemented. In this context, the thesis has been funded and managed by INERIS (research project EREVAN - Evaluation and Reduction of the Vulnerability of the properties exposed to the natural and mining Hazards), in partnership with 3SR laboratory. One of the objectives of this research is in particular to better understand, further to the opening of an underlying cavity, the behavior and the mechanisms of collapse of reinforced embankment, especially in the case of cohesive soil, in order to optimize its design.As a part of this work, various experiments on physical models in laboratory and on site have been realized. The results obtained in laboratory allowed to determine the behavior of the geosynthetic reinforcement following the collapse of a granular or/and cohesive embankment over a cavity, an important experimental database has thus been established. Full scale experiment allowed to validate the technical, economic and environmental benefits of geosynthetic reinforcement of zones subject to sinkhole.The particular contribution of this work is in the use of original physical models and measurement techniques used to simulate the occurrence of a sinkhole and follow in an accurate quantitative way the involved mechanisms, notably in the case of a cohesive backfill. In particular, a specific evaluation of load transfer mechanisms and soil - geosynthetic reinforcement interaction due to sinkhole has been enabled by the development and the validation of an image processing technique. The intensity of the load transmitted by the ground onto the geosynthetic reinforcement, the geometry of its distribution, as well as its evolution due to possible overburden load have been specifically investigated.Experimental results have been compared with analytical formulations resulting from existing design methods in the literature. This comparison allowed us to better define the domains of validity of the current analytical methods for design of geosynthetic reinforcement whether for granular or cohesive backfill, and in certain cases to formulate some recommendations
Sols renforcés par inclusions rigides : modélisation physique en centrifugeuse de remblais et de dallage by Gaëlle Baudouin( Book )

2 editions published in 2010 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

The reinforcement of soft soil by vertical rigid piles consists on anchoring a group of piles in a square mesh, in the bedrock below the soft soil. A granular load transfer mattress is laid on the soil. Finally, the load due to the structure is directly applied. There is no mechanical connection between the structure and the piles. The aim of National Project ASIRI is to improve the knowledge of this technique from the point of views of the behaviour and the design. The parametric study aims at contributing to it. For that, a 3D reduced scale centrifuge model was developed to study the influence of the height of the mattress (a mix of Hostun sands), the pile spacing and the type of the load (embankment or slab). The results concern the interaction between the parameters on the behaviour of the reinforcement in terms of reduction of the settlements (total and differential) and the transfer of the load from the soil to the piles
Plasticité et endommagement des roches ductiles. Application au sel gemme by Luc Thorel( Book )

2 editions published in 1994 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Les déformations élastoplastiques (instantanées) et les mécanismes d'endommagement du sel gemme sont abordés par une étude expérimentale et théorique. Une étude bibliographique présente les mécanismes de déformation du sel gemme, et permet de dégager les différents facteurs physiques régissant le caractère ductile ou fragile du comportement du sel gemme. On situe ainsi le sel gemme par rapport aux autres géomatériaux du point de vue des propriétés mécaniques. On présente également différentes méthodes d'identification de l'endommagement des géomatériaux. Des essais de compression et d'extension axisymétriques sont présentés. La déformation volumique globale est mesurée au cours du chargement déviatorique. Cette mesure est un indicateur d'endommagement et permet en particulier d'identifier les conditions d'initiation de l'endommagement. Le chargement hydrostatique et les phases déviatoriques renseignent sur la rhéologie du matériau et sur la détérioration du sel gemme consécutive au chargement déviatorique. Les variations des paramètres élastiques sont décrites mais, étant de faible amplitude, elles ne sont pas prises en compte dans l'écriture de la loi de comportement. Une analyse des contraintes internes par le truchement d'un modèle micro-macro autocohérent permet d'éclairer les causes de la précocité de l'endommagement en extension. L'usage d'un tel modèle permet aussi de discuter la nature de l'écrouissage. A l'échelle macroscopique, un modèle de comportement élastoplastique est proposé. Il suit un écrouissage isotrope, l'écoulement est non-associé, et sa détermination s'appuie sur l'analyse de l'évolution de l'angle de dilatance en fonction de la contrainte moyenne et du paramètre d'écrouissage (la distorsion plastique). Une généralisation à l'espace tridimensionnel des contraintes (en faisant intervenir trois invariants du tenseur des contraintes) est développée et permet de présenter un résultat de calcul de creusement de galerie axisymétrique
Comportement statique et dynamique de massifs de sol compressible renforcés par inclusions rigides by Guillermo Alfonso Lopez Jimenez( )

1 edition published in 2019 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

De nombreux tremblements de terre ont provoqué l'effondrement de structures importantes. La conception des structures résistant aux séismes dépend fortement de l'interaction sol-fondation-structure. Cette interaction implique la prise en compte simultanée des mouvements relatifs et des mécanismes de transfert de charge. En ce qui concerne les sols liquéfiables, la génération des pressions interstitielles doit également être prise en compte.Le renforcement des sols compressibles par des pieux est une solution très utilisée pour supporter les structures dans des zones sismiques. Plus récemment, la technique de renforcement par inclusions rigides a été utilisée. La différence entre les deux techniques réside dans le fait que, dans la technique du renforcement par inclusions rigides, un matelas de transfert de charge est intercalé entre la structure et les têtes des inclusions rigides. L'utilisation du matelas permet la dissipation d'énergie liée au séisme.Ce travail de thèse étudie le comportement sismique des sols compressibles renforcés par des pieux (système sol-pieux-structure) et des inclusions rigides (système sol-inclusions-matelas-structure). L'étude est effectuée à l'aide d'une modélisation numérique tridimensionnelle par différences finies avec le code Flac3D. Plusieurs types de sol ont été considérés en prenant en compte des états drainés et non drainés. Pour les cas non drainés, les analyses ont été réalisées à l'aide de simulations hydro-mécaniques couplées. Des modèles constitutifs simples et complexes ont été utilisés pour représenter le comportement du sol. Un amortissement de type Rayleigh a été appliqué pour fournir un amortissement supplémentaire à la partie élastique lorsque des modèles constitutifs élastoplastiques simples ont été considérés.L'objectif de ce travail est d'identifier l'impact des facteurs importants sur la réponse des systèmes analysés. Des nombreux paramètres comme le type de fondation, la fréquence du chargement, les caractéristiques dynamiques de la structure, le profil de sol et la densité relative ont été étudiés. En tenant compte des fondations sur pieux et des inclusions rigides, les conditions aux extrémités des pieux, la configuration du groupe de pieux, la longueur des pieux et l'encastrement des fondations ont également été investigués.Des aspects importants relatifs aux modèles numériques ont également été explorés tels que la géométrie du modèle, les frontières absorbantes, la taille des éléments du maillage, les éléments d'interface, les éléments structurels et le chargement dynamique.Les mouvements et contraintes dans le sol, les structures et les éléments rigides de renforcement ont été analysés et ont permis de mettre en évidence l'influence des divers paramètres étudiés. Cette étude a permis de mettre en évidence l'influence de certains paramètres dans la réponse (accélérations, déplacements, efforts, contraintes, pression interstitielle) des systèmes évalués. Le type de rupture dans les éléments des systèmes étudiés ont également été mis en évidence.Mots-clés: pieux; inclusion rigide; modélisation numérique; analyse dynamique; interaction de la structure du sol; liquéfaction
Characterization of suffusion susceptibility of granular soils by Abdul Rochim( )

2 editions published in 2015 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Une majeure partie des ruptures d'ouvrages hydrauliques en terre (digues, levées, ou barrages) est due aux mécanismes d'érosion interne. Parmi ces mécanismes, la suffusion mobilise la fraction fine des sols constituant l'ouvrage ou le sol de fondation. Ce phénomène est complexe car il combine trois processus : détachement, transport et l'éventuelle filtration d'une partie des grains transportés. Aucune classification de la sensibilité des sols à la suffusion n'est décrite dans la littérature. A l'aide d'un appareillage spécifique, une campagne d'essais de suffusion est menée. Une étude approfondie est également réalisée pour caractériser l'effet de l'historique de chargement hydraulique. L'analyse des résultats montre que les méthodes d'interprétation basées sur le gradient hydraulique ou sur la contrainte de cisaillement hydraulique ne permettent pas d'obtenir une caractérisation unique du processus de suffusion pour différents historiques de chargement hydraulique. La nouvelle analyse basée sur l'énergie dissipée par l'écoulement du fluide interstitiel permet la proposition d'une classification de sensibilité des sols à la suffusion. Des essais sur un modèle physique réduit de digue sont également réalisés. Les premiers résultats soulignent la possibilité d'aboutir à la même classe de sensibilité à la suffusion à l'échelle du modèle physique. Cette caractérisation expérimentale est complétée par des simulations numériques avec le code Plaxis. L'ensemble de ces travaux souligne la complexité des phénomènes mis en jeux et ouvre des perspectives de recherche sur l'applicabilité aux ouvrages des caractérisations réalisées en laboratoire
Aspects géotechniques des pieux de fondation énergétiques by Neda Yavari( )

1 edition published in 2014 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

L'efficacité de pieux géothermiques (e.g. énergétiques) a été examinée et validée par de nombreuses études à partir de points de vue environnemental et énergétique jusqu'à présent. Néanmoins, la technologie des pieux géothermiques est encore peu connue et rarement appliquée dans la construction, notamment en France comparée à d'autres pays européens. La raison principale du manque d'attention peut être la connaissance limitée sur les impacts du chargement thermomécanique sur le comportement du pieu et celui du sol environnant. Cette thèse vise à étudier les aspects géotechniques des pieux géothermiques grâce aux modélisations physiques et numériques. Un modèle physique est développé afin de mieux connaitre l'interaction sol/pieu sous chargement thermomécanique. Le modèle est composé d'un pieu énergétique équipé des tubes d'échangeur de chaleur, installé dans un sol compacté. Le pieu a d'abord été installé dans un sable sec, puis dans une argile saturée ; il a ensuite été chargé mécaniquement et soumis à des cycles thermiques. L'effet de la charge mécanique, du nombre de cycles thermiques et du type de sol a été étudié. Les résultats montrent la génération de tassements irréversibles au cours des cycles thermiques, dont la quantité augmente avec l'augmentation de la charge en têtes du pieu. La pression totale dans le sol à proximité de la surface du pieu ne change pas par refroidissement et chauffage, tandis que la pression totale au-dessous du pieu augmente progressivement à mesure que les cycles thermiques poursuivent. Les expériences montrent aussi l'évolution des profils de la force axiale avec la température ; la force axiale dans le pieu augmente pendant le refroidissement et diminue pendant l'échauffement. Les comportements au cisaillement du sol (mêmes sols que ceux utilisés dans la première partie) ainsi que de l'interface sol/béton ont été évalués à différentes températures. Pour ce faire, un appareil de cisaillement conventionnel a été équipé d'un système de contrôle de température. Le sol (et l'interface sol/béton) a été soumis à une gamme de contraintes relativement faibles. La consolidation thermique a été effectuée selon un protocole particulier. Il a été observé que l'angle de frottement et la cohésion de matériaux utilisés ne changent pas sensiblement avec température. L'étude numérique a débuté par la simulation d'essais existants dans la littérature sur des pieux énergétiques en appliquant une méthode simplifiée via un code de calcul basé sur la méthode des éléments finis et assez répandu dans la profession. Le changement de la température est simulé en imposant au pieu des déformations volumétriques calculées à partir du coefficient de dilatation thermique du matériau. La méthode prédit correctement le comportement de certains pieux énergétiques à grande échelle en termes de contrainte axiale et de déplacement en tête du pieu. Les résultats mettent en évidence le rôle important joué par le changement de volume du pieu induit par les variations thermiques sur son comportement mécanique. Dans un second temps, un autre code de calcul offrant la possibilité d'inclure les effets thermique a été utilisé pour la modélisation des essais effectués auparavant sur le modèle physique. Ainsi, en comparant aux modélisations numériques précédemment expliquées, le changement de volume du sol induit par les variations de température est également pris en compte. Les résultats numériques et expérimentaux sont ainsi comparés. On en déduit que le modèle numérique est capable de prédire le comportement des pieux sous chargement purement mécanique. En outre, en simulant des essais thermomécaniques, une bonne estimation du transfert thermique dans le sol est obtenue. En ce qui concerne le comportement mécanique du pieu au cours de cycles thermiques, le modèle numérique prédit bien le tassement progressif du pieu. Cependant, en termes de répartition de la force axiale, on obtient des résultats contradictoires
Evaluation des dommages induits par des mouvements de terrain sur des structures en maçonnerie à l'aide de la modélisation physique by Huu-Luyen Nghiem( )

1 edition published in 2015 in French and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

Masonry structures present a significant proportion of individual houses and are especially more vulnerable when subjected to ground movements. To deal with consequences of this problem, a test-platform has been developed in order to simulate ground movements and their effect on structure models on the surface. This thesis is based on a reduced physical model and develops damage assessment methods for masonry structures using physical modelling. Firstly, a small-scaled physical model under Earth's gravity (1g) has been developed to reproduce this phenomenon. This model of soil-foundation-masonry interaction has a scale factor of 1/40. The analogue soil consists of the Fontainebleau sand. The foundation part of the structure is made of liquid silicon and masonry walls are made from small wooden blocks. To measure displacements fields of the soil and the structure, a digital image correlation (DIC) technique is used. Discussions about the use of this technique when performing a test, especially the consideration of measurement errors, are also addressed. Secondly, we first assess the damage through conventional methods based on damage indicators and graphs. Then, new easy to use tools based on the DIC technique are proposed to carry out a more effective damage assessment. The first tool helps identify failure modes in the structure, based on the Winkler soil-structure interaction model. To do this, the inverse problem of soil-structure interaction is resolved, and the failure modes, based on internal forces, are identified. Then, a DIC-M model is proposed to reproduce the crack propagation in the masonry wall. The key point of this model consists in the simulation of the block movements in a discrete element system (DES). Consequently, cracks can appear easily, and then the crack identification and quantification become easier. More precisely, a new damage indicator related to the cumulated length of cracks allows to better quantify the damage and the cartography the cracks. The measurement uncertainty is determined by Monte-Carlo simulation. Thirdly, the performance of proposed tools is discussed through an example of assessing potential damages. An individual house in masonry subjected to ground movements was studied using physical experimentation. A test campaign related to the most sensitive positions of the structure with respect to the subsidence centre is performed. Damage assessment is conducted using deformation measurement and crack characteristics. The comparison between conventional and developed methods shows the relevance of the damage indicator related to the cumulated length of cracks, and this indicator can be considered as a new tool for damage assessment in practice. Finally, operational recommendations are suggested in order to obtain a better estimation of the damage level of the structure
Study of the soil atmosphere interaction and bearing capacity of a soil under desiccation by Catalina Lozada López( )

1 edition published in 2017 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Dry environments produce layers of unsaturated soils that are frequently affected by cracks and shrinkage. These two phenomena can affect the stability of geotechnical works resting on the surface of the desiccated soil layers. Two points are relevant to the study of the effect of desiccation on soil layers and geotechnical structures: (i) the process of drying and its interaction with environmental variables, and (ii) the bearing capacity of soils affected by large cracks. Following this line of thinking, this thesis studies these two aspects. In the first part of this work the desiccation and cracking process of a thin layer of clay was studied experimentally using the climatic chamber at the Universidad de Los Andes. This chamber was improved to include a wind conduction system and a mechanism for heating and cooling the air in a close circuit. The evaporation tests were executed controlling air temperature, wind velocity, irradiance, and relative humidity. Tests were performed in the chamber at a field gravity of 1 g, imposing different environmental conditions and varying the thickness of the clayey soil. The second part of this thesis deals with the bearing capacity of soil affected by large cracks due to desiccation. A geotechnical centrifuge was used to model the influence of cracked soils and desiccation on the bearing capacity of shallow foundations. The reduced physical models fry to simulate the geometrical characteristics of the cracks in the Sabana de Bogotá in Colombia. A desiccated soil profile was simulated, approaching the field condition; soil models have an upper layer of over consolidated compacted soil resting on a normally consolidated layer. Models were tested at 50xg using the IFSTTAR robot which allows the use of different tools such as a cone penetrometer, a shallow foundation tool, and a spatula tool. Results show the effect of the cracks on the bearing capacity and the effect of desiccation along cracks. An analytical model is proposed to explain the experimental results. Also, the effect on the bearing capacity of the position of the load with respect to the cracks was studied
Contribution à l'étude du comportement des pieux soumis à des sollicitations axiales monotones et cycliques by Zineb Abchir( )

1 edition published in 2016 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Different types of loads can be applied to deep foundations which are widely used nowadays. Piles can be subjected to monotonic or cyclic loads. Thus, geotechnical engineering needs the development of calculation methods to predict the behavior of piles under these types of loads in terms of displacements and bearing capacity. The study presented in this thesis aims to ameliorate the prediction of the behavior of piles under axial monotonic and cyclic loads. This thesis is divided into two parts. The issue of the first part is the prediction of the settlement of a pile submitted to monotonic and axial load. This part focuses on the estimation of settlements because a correct design of a pile requires a correct estimation of bearing capacity as well as displacements. The approach used in this part is the load transfer method. The study starts by a statistical analysis of the t-z model of Frank and Zhao which is generally used for the calculation of pile settlements. Two new t-z models of settlement calculation are presented and analyzed later. Moreover, a comparative analysis between the three t-z models is presented in this study. The aim of this analysis is to estimate the dispersion of the models using the comparison between calculated settlements and measured settlements listed in IFSTTAR's database. The second part of the thesis deals with the issue of cyclic loads. Indeed, different structures can be subjected to cyclic loads and disorders can be noted due to the accumulation of displacements at the top of the pile. The aim of this part is to propose a calculation model allowing essentially the estimation the evolution of bearing capacity during cycles. It permits also the estimation of displacements. The model developed in this part is based on load transfer approach, and is associated to two calculation methods of degradation of shaft friction. This model is firstly presented, and then it is applied to a theoretical case. In order to validate this model, its numerical results are compared to experimental results of full scale pile tests
Influence of clay fraction on the mechanical behavior of a soil-concrete interface by Kexin Yin( )

1 edition published in 2021 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

L'interface sol-structure est un aspect important des intéractions entre le sol et la structure car elle permet d'assurer en grande partie la stabilité de la structure concernée. Le comportement mécanique de l'interface joue un rôle significatif dans le dimensionnement des structures de génie civil et dans la prédiction de leur comportement dans le temps. L'interface entre le sol et la structure est une fine couche de sol en contact avec la structure, dans laquelle des contraintes et des déformations se développent. A notre connaissance, les travaux précédents de la littérature qui caractérisent le comportement mécanique de cette interface concernent principalement des sols types tels que sable et argile ou des matériaux naturels, en contact avec des matériaux structurels tels que le béton, le bois ou l'acier. Cependant, les sols naturels sont très complexes, en partie dû aux hétérogénéités qu'ils contiennent et à leur histoire géologique, et la réponse mécanique des sols type ne permet pas toujours de représenter celles des sols naturels, ni celle de sols intermédiaires. Le comportement mécanique de sols intermédiaires entre sable et argile a été largement étudié, cependant celui de l'interface entre ces sols et un matériau structurel n'est que peu représenté, alors que la réponse de l'interface soumise à un chargement mécanique est bien différente de celui du sol seul. De plus, à l'échelle de l'ingénieur, il y a clairement un manque d'informations sur le comportement de cette interface le long d'une fondation chargée dans ces sols intermédiaires, numériquement et expérimentalement, ceci étant en partie lié aux difficultés d'instrumentations in-situ le long des foundations. L'objectif de cette thèse est de caractériser le comportement mécanique de l'interface entre le sol et la structure pour des sols intermédiaires entre le sable et l'argile. Des mélanges artificiels de sable de silice et d'argile riche en kaolinite ont été choisis pour représenter les sols intermédiaires. La thèse est d'abord composée d'une campagne expérimentale d'essais de cisaillement direct d'interface en laboratoire, afin d'identifier le rôle de la fraction massique d'argile sur le comportement mécanique d'une interface sol-béton. Une attention particulière a été apportée sur le montage expérimental et sur la préparation optimisée des échantillons de sol. Les résultats ont ensuite été utilisés dans une campagne de modélisation à l'échelle de l'ingénieur, visant à réprésenter le comportement mécanique de l'interface autour d'un pieu chargé latéralement. Une nouvelle routine MATLAB en éléments finis a été implémentée pour modéliser le comportement de cette interface par des courbes p y. La caractérisation du comportement mécanique de l'interface sol structure pour des sols à fraction massique d'argile variable a permis de mieux mettre en lumière le rôle de la microstructure de l'interface, sur la stabilité des structures de génie civil
Physical modeling of soil spatial variability : application to shallow foundation by Lina Ximena Garzón Avila( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

"The spatial variability of soil properties is a critical factor that brings inevitable uncertainty on the design and analysis of geotechnical structures. In particular, the effects of soil heterogeneity on the bearing capacity of a shallow foundation has been widely studied numerical using random ?eld theory to model the heterogeneity, and ?nite elements to compute the bearing capacity response, in conjunction with Monte Carlo Simulation approach.. This document presents a new methodology to validate the effect of the variability of soil properties on the behavior of shallow foundation experimentally. The approach is developed in two parts: the first relates to the preparation of reduced scale soils models with controlled spatial variability, and the second refers to the performing of in-flight bearing capacity tests of a single rigid strip footing resting on a spatial varying soft soil..." -- Tomado del Formato de Documento de Grado
Contribuciones para un mejor entendimiento de la modelación física y numérica de la interacción suelo-atmósfera en centrífuga geotécnica by Julián Alfonso Tristancho Ortíz( Book )

2 editions published in 2012 in Spanish and held by 1 WorldCat member library worldwide

Los fenómenos de transferencia se calor y masa, que se presentan entre la atmósfera, suelo y las estructuras civiles, afectan a estas últimas en gran medida, debido a los cambios volumétricos de los sólidos compresibles. Estos cambios volumétricos provocan consecuencias negativas sobre las estructuras pequeñas: fisuración, perdida de cimentación y en algunos casos colapso. La física que rige el comportamiento del intercambio de fluidos y energía, entre la atmósfera y el suelo es compleja. Este tipo de problemas son en realidad un sistema acoplado de: comportamiento atmosférico, propiedades del suelo y características dinámicas de superficie. El estudio de este tipo de problemas conlleva un análisis multidisciplinario que cubre áreas tan diversas como: micrometeorología, dinámica de fluidos, física del suelo, hidrología de superficie del suelo y ecología entre otros. La centrífuga geotécnica es una poderosa herramienta usada para realizar modelos a escala reducida de fenómenos tan diversos como: sísmica, licuefacción, transporte de contaminantes, estabilidad y resistencia de obras civiles, entre otros. El uso de este equipo en el análisis de los efectos de la capa limite atmosférica ha sido usado de manera tangencial sin profundizar en el método como debe ser escalado el proceso físico dentro de la centrífuga, para poder aplicar los resultados al comportamiento del prototipo. En este proyecto se trata de aislar cada una de las variables que afectan el comportamiento del suelo por las condiciones de capa limite atmosférica, orientada a su modelamiento en centrífuga geotécnica
Cyclic lateral design for offshore monopiles in weak rocks by Anaïs Lovera( )

1 edition published in 2019 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

The European Union sets ambitious agreement of producing 20 % of its total energy needs from renewable sources by 2020. In response, the French government has launched tenders for offshore wind. The consortium that includes EDF Renouvelables won three of them for a total of 1.5 GW. Two of these projects concern wind turbines founded on monopiles installed in soft rock. One of the main objectives for EDF Renouvelables is to secure offshore wind turbines (OWT) design as well as the design of their foundation. Although monopiles represent 75 % of foundations installed offshore, their design can be optimised especially for the type of ground encountered in these particular projects. OWTs are subjected to specific design requirements such as tight tolerances concerning their natural frequencies and permanent rotation at the end of their lifetime. The monopile response plays an important role to assess these requirements. Therefore, in situ pile tests were carried out in a former quarry with similar soft rock properties as the ones encountered in the offshore projects.The pile dimensions are selected to reproduce the ratio between the pile embedded length and the pile diameter of typical monopiles. The methodology used to define the testing programme accounts for a good representativeness of the tests compared to offshore loads. The stiffness evolution in due course of the cyclic loading is analysed as it is a key factor for the natural frequency requirement. The accumulated rotations are looked at for the long-term rotation requirement. Since the piles are installed in soft rock, two phenomena are highlighted: the creation of a crushed zone around the pile due to the driving process and the onset and propagation of cracks in the surrounding rock mass.Based on these observations, a semi-analytical modelling is developed. The most commonly used procedure for prediction of the behaviour of laterally loaded piles is the P-y curves formulation which gives an efficient framework to predict the response of the pile. The semi-analytical modelling is based on this framework and is extended to take in account the particularities of both monopiles design requirements and the fact that monopiles are installed in soft rock. Emphasis is given to the modelling of the response at small lateral displacements. To account accurately for the initial response, the soft rock zone appears to play an important role. The classical P-y curves framework accounts neither for multi-directional loading nor for irreversible displacement and accumulated displacements due to cyclic loading. Unloading paths with or without gapping are introduced to account for irreversible displacements. To account for multi-directional loading, we propose to model several springs around the pile circumference. Analytical solutions are given in order to calculate the P-y curves for multi-directional loading from the various existing P-y curves for unidirectional loading. Similarly, to creep tests, cyclic loading exhibits three main types of response: stabilisation of accumulated displacements, ratcheting and unstable increase of accumulated displacements up to failure. Therefore, we use existing creep models for simulating the cyclic response. This procedure is validated by comparing the numerical results with data recorded in field pile tests performed in soft rock.Last of all, numerical finite element modelling is implemented using Code_Aster. The different phenomena are first analysed in a 2D configuration. This helps to understand and quantify the impacts of each phenomenon: the creation of the crushed zone, the gapping behind the pile and the onset and propagation of cracks. Then the same phenomena are analysed in a 3D configuration to understand the changes of size from the piles of field testing to the offshore monopiles
A Miniature Falling Weight Device for Non-Intrusive Characterization of Soils in the Centrifuge by Carol Murillo( )

1 edition published in 2009 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Non-intrusive and non-destructive techniques are used for characterizing multilayer soil models in the centrifuge. Based on the spectral analysis surface waves analysis, a miniature falling weight-type (FW) device is developed for centrifuge testing. A description of the mini-FW with application to characterize homogeneous and bilayer models is presented. The mini-FW principle consists of the fall in a steel ball generating vibrations within the centrifuged models. These vibrations are recorded by accelerometers placed on the model's surface. On condition that the vibrations remain within the first five upper centimeters in order to avoid near-field effects, the results obtained for both wave velocity values and location of the layer interfaces agree satisfactorily with already available data
Dynamic Actuator for Centrifuge Modeling of Soil-Structure Interaction by Miguel Angel Cabrera( )

1 edition published in 2012 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

This paper presents a new dynamic actuator useful to study soil-structure interactions in a centrifuge. This new dynamic apparatus is based on an amplified piezoelectric actuator. Using this device it is possible to create vibrations in the soil sample of different frequencies and amplitudes. The dynamic actuator consists of a set of weights in a single degree of freedom system plus a piezoelectric actuator and a piezoelectric load cell, which measures the dynamic load. A description of the dynamic actuator and its application to dynamic soil-structure interaction under wind turbines is presented. The calibration of the dynamic actuator and some results of centrifuge tests for shallow and embedded foundations are presented
Etude du comportement mécanique des terrains anisotropes lors de travaux de génie civil by Thomas Le Cor( )

1 edition published in 2014 in French and held by 1 WorldCat member library worldwide

Research work presented in this phD thesis was financed by a CIFRE grant given to Groupe Dacquin. Ground from the city of Rennes is, for the majority of it, composed of schists from the Brioverian era. These schists which can be encountered in the entire Armorican massif, present a weathering and a fracturing degree highly variable. This variability is hardly considered for the construction of retaining structure whether during the design step or the execution step. First, modellings using the finite elements method (PLAXIS 2D ©) have been carried out in order to evaluate the influence of ground anisotropy on the retaining wall behaviour (horizontal displacements and bending moments). The model used combined elastic anisotropy with an oriented plasticity criterion (type Mohr-Coulomb). Results obtained with this model, for different orientations of the plasticity criterion, were compared with the ones from the elastic isotropic model (with a Mohr-Coulomb plastic criterion). The same study was carried out with another finite elements software (CESAR-LCPC) in order to compare the results between the two sofwares. In both cases, an important influence of the orientation of the plasticity criterion was noted and lead to higher efforts in the wall, for certain orientations, compared to the isotropic model. These results confirmed the need of a better characterization of the anisotropy in materials such as Brioverian schists. In a second time, the characterization of the material was carried out on samplings spread over the city of Rennes and its area (during excavation work or on natural banks). Characterization was conducted from the microscopic to the macroscopic scale. Microscopic characterization based on observations with a scanning electron microscope, XRD analyses and thin section observations showed variations in the petrography of the samples (schistosity, granulometry, clay content) that lead to the differentiation of two types: sandstone and siltstone. The characterization at the macroscopic scale was divided into three parts: characterization of the rock matrix and its anisotropy (uniaxial compression tests, ultrasonic wave velocities and Schmidt hammer test), characterization of opened discontinuities (direct shear test) and the characterization of wear resistance (grindability and Micro-Deval tests). Siltstone samples were extremely sensitive to the water content (important decrease of the mechanical characteristics measured) whereas sandstones were less sensitive. The tests carried out lead to the definition of ranges for the mechanical properties of the Brioverian schists. Classification of Brioverian schists established by geotechnical engineers for the second subway line of Rennes was completed in order to better define the transitional states of strength of the material
Climatic Chamber With Centrifuge to Simulate Different Weather Conditions by Julián Tristancho( )

1 edition published in 2012 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Increasing interest in thermo-hydro-mechanical (THM) studies of soil responses to hydrological variations has heightened the need for improvements in the basic understanding of the heat and mass transport taking place at the soil-atmosphere interface. Numerous hydrological parameters affect this thermo-hydro-mechanical process including solar radiation, air temperature, atmospheric pressure, wind velocity, rain intensity and hygrometry. Since field tests of soil-atmosphere interaction require measurements over long periods of time, only a small number of these results are available for calibration of the numerical models that are based on atmospheric data as boundary condition. The number is even more limited for results which focus on cyclic wetting and drying. Centrifuge modeling is a powerful tool for studying these problems since it can accelerate the time needed for diffusion processes taking place at the soil-atmosphere interface. Nevertheless, modeling this interaction adequately with a centrifuge requires development of new types of equipment such as a climatic chamber that allows control of weather variables while respecting the centrifuge's scaling laws. This paper describes the design of an apparatus for simulating tropical weather conditions which combines a climatic chamber with a centrifuge. The scaling laws are studied, and the feasibility of reproducing tropical weather conditions around a centrifuge is discussed. Finally, the paper presents some validation results that highlight the working principles of this new apparatus
 
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