Large deformation and post-failure simulations of segmental retaining walls using mesh-free method (SPH)

Simulations de grandes déformations et post-rupture des murs de soutènement segmentaires utilisant la méthode des mailles-libres (SPH) ABSTRACT: Numerical methods are extremely useful in gaining insights into the behaviour of reinforced soil retaining walls. However, traditional numerical approaches such as limit equilibrium or finite element methods are unable to simulate large deformation and post-failure behaviour of soils and retaining wall blocks in the reinforced soil retaining walls system. To overcome this limitation, a novel numerical approach is developed aiming to predict accurately the large deformation and post-failure behaviour of soil and segmental wall blocks. Herein, soil is modelled using an elasto-plastic constitutive model, while segmental wall blocks are assumed rigid with full degrees of freedom. A soft contact model is proposed to simulate the interaction between soil-block and block-block. A two dimensional experiment of reinforced soil retaining walls collapse was conducted to verify the numerical results. It is shown that the proposed method can simulate satisfactory post-failure behaviour of segmental wall blocks in reinforced soil retaining wall systems. The comparison showed that the proposed method can provide satisfactory agreement with experiments. RÉSUMÉ : Les méthodes numériques sont extrêmement utiles pour obtenir un aperçu du comportement des murs de soutènement en sol renforcé. Cependant, les approches numériques traditionnelles tels que l'équilibre limite ou méthodes d'éléments finis sont incapables de simuler les déformations importantes et le comportement post-rupture des sols et les blocs de béton des murs de soutènement segmentaires. Pour contourner cette limitation, une nouvelle approche numérique est présentée dans cet article. Le sol est modélisé à l'aide d'un modèle élasto-plastique, tandis que les blocs segmentaires muraux sont supposés être rigides avec une degré de liberté total. Un modèle de contact souple a été développé pour modéliser l'interaction entre le sol-bloc et bloc-bloc. Un modèle expérimentale en deux dimensions d'un effondrement d'un mur de soutènement renforcé a été réalisé pour vérifier les résultats numériques. Il est montré que la méthode de simulation proposée permet de simuler le comportement post-rupture des blocs de mur segmentaires des murs de soutènement renforcé. La comparaison a montré que la méthode proposée peut fournir un accord satisfaisant avec les résultats expérimentaux.