Modeling of fluid-squeleton coupling in soil mechanics, application to numerical simulation of an earthdam construction
Modélisation du couplage fluide-squelette en mécanique des sols, application à la simulation numérique de la construction d'une barrage en terre
Résumé
To model the mechanical behavior of soils at variable saturation-levels in presence of water flow, an approach based on the Terzaghi postulate for saturated soils is proposed. It is further generalized for the case of quasi-saturated soils. For other soils conditions, an additional method based on the state surface for void-ratio is also used. This approach combined with the notion of retention curve allows to formulate the highly coupled problem of the mechanical behavior of soils and the water flow. A numerical formulation is then presented for this problem along with an application on simulating the construction and consolidation of the La Ganne earthdam (France).
Pour modéliser le comportement mécanique de sols à saturation variable en présence d'écoulement de l'eau, nous proposons une approche basée sur le principe de Terzaghi pour les sols saturés, sur sa généralisation par Bishop pour les sols quasi-saturés, et sur la notion de surface d'état pour l'indice des vides dans les autres cas. Cette approche combinée à la notion de courbe de rétention permet d'énoncer un problème de mécanique des sols et un problème d'écoulement en milieu poreux fortement couplés. Nous proposons ensuite une mise en oeuvre numérique de ce couplage et une application à la simulation de la construction et de la consolidation du barrage de la Ganne (France).