Modélisation numérique et optimisation de la portance des sols renforcés par géo synthétiques

Abstract

Le domaine de la géotechnique connaît un développement significatif dans les techniques d'amélioration des sols, notamment à travers l’utilisation de matériaux géosynthétiques comme solution efficace pour améliorer la capacité portante des sols, en particulier ceux à faible portance. Ce mémoire vise à mettre en évidence la contribution des géosynthétiques à l'amélioration de la capacité portante des sols et à développer une approche combinant la modélisation numérique, en utilisant la méthode des éléments finis (à l’aide du logiciel PLAXIS 3D), et l’optimisation, en utilisant la méthodologie des surfaces de réponse (RSM) (à l’aide du logiciel Design-Expert), afin d’améliorer la portance des sols renforcés de manière plus efficace et économique . Dans ce travail, la méthode des éléments finis a été utilisée pour réaliser le plan d’expériences élaboré selon la méthode RSM (type composite centré). Ensuite, une analyse statistique des résultats, basée sur l’analyse de variance (ANOVA) et la méthodologie des surfaces de réponse, a été menée dans le but de déterminer les paramètres influençant la portance du sol renforcé et de proposer des modèles mathématiques reliant les paramètres de renforcement pour identifier les meilleures combinaisons des facteurs influents. Les résultats obtenus confirment l'efficacité du renforcement par géosynthétiques, soulignant l’importance de combiner la modélisation numérique et les méthodes d’optimisation pour améliorer les performances des fondations sur sols renforcés. De plus, un modèle mathématique reliant les paramètres de renforcement a été développé pour l'optimisation de ces paramètres et la prédiction de la portance des sols renforcés par des nappes géosynthétiques "يشهد مجال الهندسة الجيوتقنية تطورًا ملحوظًا في تقنيات تحسين التربة، خاصة من خلال استخدام المواد الجيوسنتيتيكة التي تُعدّ حلاً فعالًا لتحسين قدرة تحمل التربة، لا سيما في حال الترب ضعيفة التحمل. يهدف هذا البحث إلى إبراز مساهمة المواد الجيوسنتيتيكة في تحسين قدرة تحمل التربة، وتطوير منهجية تجمع بين النمذجة العددية باستخدام طريقة العناصر المحددة (من خلال برنامج PLAXIS 3D) وطرق التحسين باستخدام منهجية أسطح الاستجابة (RSM) (من خلال برنامج Design-Expert)، من أجل تحسين أداء الترب المدعّمة بطريقة أكثر كفاءة واقتصادية. في هذا العمل، تم استخدام طريقة العناصر المحددة لمحاكاة الحالات التجريبية وفقًا لخطة تجارب تم إعدادها باستخدام منهجية RSM (بتصميم مركب مركزي). بعد ذلك، تم إجراء تحليل إحصائي للنتائج اعتمادًا على تحليل التباين (ANOVA) ومنهجية أسطح الاستجابة، بهدف تحديد العوامل المؤثرة في قدرة تحمل التربة المدعّمة، واقتراح نماذج رياضية تربط بين متغيرات التدعيم لتحديد أفضل التركيبات الممكنة للعوامل المؤثرة. أكدت النتائج فعالية التدعيم بالجيوسنتيتيك، كما أبرزت أهمية الجمع بين النمذجة العددية وطرق التحسين من أجل رفع كفاءة الأساسات السطحية على التربة المدعّمة. إضافة إلى ذلك، تم تطوير نموذج رياضي يربط بين معلمات التدعيم بهدف التحسين والتنبؤ بقدرة تحمل التربة المدعّمة بطبقات من الجيوسنتيتيك"