Effects of bond crushing on the settlements of shallow foundations on soft rocks

摘要

Cette communication présente un modèle en mesure de décrire le comportement de fondations superficielles sur la roche tendre, lorsqu'elles sont soumises à des charges excentrées. Ce modèle est basé sur le concept du macroélément, d'après lequel, la fondation et le sous-sol peuvent être considérés comme un élément de volume unique. On établit un rapport mathématique permettant d'établir le lien entre la force et le moment agissant sur la fondation, et le déplacement et la rotation correspondants, comme s'il s'agissait de contraintes et de déformations généralisées respectivement. Ce rapport est basé sur la théorie de la plasticité du durcissement, avec deux variables du durcissement, qui sont toutes les deux des fonctions de contraintes généralisées permanentes. Il est supposé que la deuxième de ces variables, qui se rapporte à l'action de liens intercristallins, diminue de façon monotone au fur et à mesure de l'avancement des contraintes et de l'écrasement des liens. Il est démontré que le modèle peut reproduire fort bien le déplacement et la rotation relevés de la fondation circulaire d'un modèle sur une couche de calcarénite. En outre, une étude paramétrique souligne également que le modèle est, en principe, capable de prédire les phénomènes d'effondrement, subis par des fondations situées sur des roches à porosité élevée, lorsque l'on atteint un seuil de contrainte ou de déformation généralisé. Il est proposé qu'un phénomène de ce genre pourrait se produire dans des cas où des liens seraient caractérisés par une résistance élevée qui diminue rapidement sous l'effet de déformations. Enfin, on démontre qu'un effondrement provoqué par le vieillissement soumis à des charges externes constantes peut, en principe, être également modélisé dans ce contexte.%The paper presents a model capable of describing the behaviour of shallow foundations on soft rocks when subjected to eccentric loading. The model is based on the concept of a 'macroelement'. According to this concept, the foundation and the subsoil can be seen as a unique volume element. A mathematical relationship is established that links the force and moment acting on the foundation and the corresponding displacement and rotation, as if they were generalised stresses and strains, respectively. This relationship is based on the theory of hardening plasticity, with two hardening variables, both functions of the permanent generalised strains. It is assumed that the second of such variables, connected to the action of intergranular bonds, monotonically decreases as strains progress and bonds crush. It is shown that the model can reproduce quite well the observed displacement and rotation of a model circular foundation on a layer of calcarenite. A parametric study also highlights that the model can in principle predict the phenomenon of collapse, actually experienced by foundations on high-porosity rocks when a certain generalised stress or strain threshold is reached. It is suggested that such a phenomenon can take place when bonds are characterised by high strength that is rapidly decreasing with strain. It is finally shown that weathering-induced collapse under constant external loading can also, in principle, be modelled in this framework.