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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique ECOLE NATIONALE SUPERIEURE DES MINES ET METALLURGIE ENSMM-Annaba- Département génie minier Mémoire de fin d’études MASTER: Contrôle des Terrains Avancé Présenté(e) par : CHEIKHAOUI Youcef Encadré(e) par : Dr. A.AISSI Membres du jury : - Dr. A.MIMOUN - Dr. H.CHENITI septembre 2016 ENSMM-ANNABA THEME : Etude numérique de la stabilité des gradins par un model continu (cas de la carrière de Chouf Ammar m’sila) Dédicaces Ce modeste travail est dédié à : La source de mon inspiration mes très chers parents. Mon cher frère, mes chers sœurs, ma grande mère et à toute ma grande famille. Ma chérie ma future épouse. À tous les amis. Youcef. Remerciement Au terme de mon travail de mémoire, je tiens à exprimer toute ma reconnaissance en premier mon Dieu ALLAH pour tout. Je remercie mes très chers parents qui m’ont guidé durant les moments les plus pénibles de ce long chemin, Ma mère qui m'a donné l'espoir d'exceller dans mes études, et mon père qui a sacrifié toute sa vie afin de me voir devenir ce que je suis, merci mes parents. Je remercie sincèrement mon encadreur A. AISSI pour ses aides et sa disponibilité. Je remercie également le président et les membres de jury d’avoir accepté d’examiner mon travail. Je remercie tous responsables de l’école supérieure des mines et métallurgie et les enseignants de département génie minier. Je remercie tous ma famille frères et sœurs et mes amis qui m’ont encouragé à réaliser ce travail. À tous ceux qui ont contribué de prêt ou de loin a mené à terme ce travail. Résumé : Suite au glissement de la carrière de Chouf-Amar en 2004 (perte de 6 millions tonnes de calcaire), une analyse de la stabilité des gradins a été effectuée en utilisant la technique de modélisation numérique basée sur la méthode des différences finies en utilisant le code FLAC 2D. L'objectif principal de ce travail est d’avoir l’influence des différentes paramètres technologiques sur la stabilité de la carrière et d’observé le mécanisme de rupture de la carrière pour différents cas. Les résultats montrent que la valeur du coefficient de sécurité qui satisfait la stabilité correspondant d’une hauteur de gradin de 10 mètres ou bien d’angle de talus de 65°. Mot clés : modélisation numérique, FLAC 2D, stabilité. Abstract: Following on the slid of Chouf Amar career in 2004 (loss of 6 million tons of limestone ), an analysis of the stability of the stands was performed using numerical modeling technique based on the finite difference method using the code FLAC 2D . The main objective of this work is to have the influence of different technological parameters on the stability of the quarry and watched the career of failure mechanism for different cases. The results show that the value of the safety factor that satisfies stability corresponding to slop height of 10 meters or angle of 65 °. Key words: numerical modeling, FLAC 2D, stability. : ملخص تبعا لالنزالق الذي حدث في محجرة شوف عمار في عام 4002 (فقدان6 ،)ماليين طن من الحجر الجيري تم القيام بتحليل استقرار المدرجات باستخدام تقنية النمذجة العددية على أساس طريقة الفروق المحدودة باستخدام المبرمج. FLAC 2D الهدف الرئيسي من هذا العمل هو دراسة تأثير المتغيرات التكنولوجية المختلفة على استقرار المحجر و فهم آلية حدوث االنزالق لمختلف ال حاالت. وأظهرت النتائج أن قيمة عامل األمان الذي يحقق االستقرار وذلك بارتفاع المنحدر 00 متر أو بزاوية 66 درجة. الكلمات الرئيسية : ،النمذجة العدديةFLAC 2D .،االستقرار Sommaire Introduction Générale ………………………………………………………………………...........….1 Chapitre I : Généralité sur la méthode des déférences finies et FLAC 2D I.1.Introduction :………………………………………………………………………............……….3 I.2.Choix de la méthode :……………………………………………………..........…………………3 I.3.La méthode des différences finies (FLAC2D) :...........................................................................4 I.4.L‘approche des différences finies :…................................................................................... 5 I.5.Présentation du logiciel utilisé :…………………………………………………........………….6 I.6.Principe de résolution numérique dans du logiciel FLAC2D :…..............................................6 I.7.Modes de Travail du code FLAC2D :...........................................................................................7 I.8.Création et analyse du modèle en Flac 2D :….......................................................................... 10 I.8.1.Générations de la géométrie :…................................................................................................10 I.8.2. Définition des propriétés mécaniques des matériaux : Menu Material…..........................11 I.8.3. Introductions des paramètres de calcul : Menu Setting :…......................…………………12 II.9 .Les avantages et les inconvénients de méthode de réduction de résistance au cisaillement :…................................................................................................................................... 13 Les avantages :….............................................................................................................................13 Les inconvénients :….....................................................................................................................13 II.10.Conclusion ..................................................................................................................................13 Chapitre II : Etude d’un cas pratique par FLAC 2D II.1.Introduction :…............................................................................................................................ 15 II.2.calcul du facteur de sécurité vis-à-vis du glissement :…........................................................15 Étape 1 : Définir un modèle…...........................................................................................................15 Étape 2 : Construction du modèle…..................................................................................................15 Etape 3 : Résoudre le modèle….........................................................................................................15 Etape 4 : Tracer les Résultats….........................................................................................................16 II.3.Présentation du problème :…………………………………………………….........………… 16 II.3.1 : Talus sans intercalation :…....................................................................................................17 II.3.2 : Talus avec intercalation:........................................................................................................18 II.4.Influence des paramètres géométrique et géotechnique sur le facteur de sécurité :……....20 II.4.1.Influence des paramètres géométrique :…...................................................….......……….. 20 II.4.2.Influence des paramètres géotechniques sur le facteur de sécurité d’un talus du calcaire :………………………………………………………………………………............………22 II.5.Résultats et discussion…………………………………………………………….........………24 II.6.Recommandations :………………………………………………..........………………………25 II.7.Conclusion :……………………………………………………………………...........…………26 Conclusion générale............................................................................................................................27 Bibliographie........................................................................................................................................29 LISTE DES FIGURES Chapitre I Figure I.1:Procédé général de résolution des problèmes en géotechnique selon FLAC2D.......7 Figure I.2:Lancement de Flac en mode Command line..................................................................8 Figure I.3:Le bureau de démarrage dans la configuration graphique de FLAC 2D...................9 Figure I.4:Fenêtre de dialogue « Model Options » dans la configuration graphique de FLAC 2D.............................................................................................................................................. 10 Figure I.5:Fenêtre de dialogue « editslope parametres » dans la configuration graphique de FLAC 2D...................................................................................................................................11 Figure I.6:Fenêtre de dialogue « definematerial » dans la configuration graphique de FLAC 2D ............................................................................................................................................. 11 Figure I.7:Fenêtre de dialogue « gravity settings » dans la configuration graphique de FLAC 2D ............................................................................................................................................. 12 Figure I.8:géométrie et maillage de la pente ........................................................................... 12 Chapitre II Figure II.1:Présentation de la géométrie de modèle...............................................................17 Figure II.2:la contrainte de cisaillement et les vecteurs de déplacements horizontaux dans le talus de calcaire homogène.......................................................................................................18 Figure II.3:Présence de 2 couches de marne...........................................................................18 Figure II.4:Cas 2 la contrainte de cisaillement et les vecteurs en présence des intercalations marneuses (à l’état sec).............................................................................................................19 Figure II.5:Cas 3 intercalation marneuse en état humide : Présentation des vecteurs de déplacements.............................................................................................................................20 Figure II.6:Courbe Représentative de la variation de FS en fonction de la hauteur des gradins ...................................................................................................................................................21 Figure II.7:Courbe Représentative de la variation de FS en fonction de de l'angle de talus...21 Figure II.8:Courbe Représentative de la variation de FS en fonction de la Cohésion....................................................................................................................................23 Figure II.9:Courbe représentative de variation de FS en fonction de l’angle de frottement...24 Figure II.10:photo représente un déplacement un gradin modélisé par FLAC 2D.................25 Figure II.11:photo représente un déplacement réel dans un gradin.........................................25 LISTE DES TABLEAUX Chapitre II Tableau II.1: Représentation des propriétés des talus.............................................................17 Tableau II.2 : Les valeurs de facteur de sécurité pour différentes cas....................................20 Tableau II.3: Les valeurs de facteur de sécurité pour différentes cas d’hauteur des gradins..21 Tableau II.4 : Les valeurs de facteur de sécurité pour différentes cas d’angle de talus..........21 Tableau II.5: Variation de facteur de sécurité en fonction de la Cohésion.....................……22 Tableau II.6: Variation de Facteur de sécurité en fonction de l’angle de frottement..........…23 Liste des notations c = cohésion du sol c’ = cohésion effective du sol E = module d’élasticité (module d’Young) Eref = module de référence E50 = module sécant FS = coefficient de sécurité G = module de cisaillement (module de Coulomb) h= hauteur du talus K0 = coefficient des terres au repos L :longueur du talus u = pression interstitielle W = poids des terres β= angle du talus γ= poids volumique φ = angle de frottement interne φ’= angle de frottement interne effectif υ= coefficient de Poisson σ = contrainte σ1, σ2, σ3 = contraintes principales majeure, intermédiaire et mineure σ' = contrainte effective ɑ : inclinaison de la surface de rupture Introduction Générale 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE Les méthodes numériques en géotechnique ont pour but de décrire, d’expliquer ou de prédire le comportement d’une structure naturelle ou artificielle sur la base de lois physiques qui relient les variations des contraintes aux déformations et aux déplacements. Dans ce travail, on applique la méthode numérique par FLAC 2D pour étudier la stabilité des talus au niveau de la carrière de calcaire de Chouf - Ammar (Hammam Dalaa, Wilaya de Msila). FLAC 2D est basé sur la méthode des différences finies. L’analyse a été faite pour plusieurs cas différents et les résultats ont été comparés entre eux pour avoir l’influence de différents paramètres sur la stabilité des talus. L'objectif de cette recherche est d'étudier la stabilité des gradins d’un cas réel par la modélisation numérique avec la méthode des différences finies afin de voir l’influence des paramètres géométriques et géotechniques sur la stabilité. La méthode des différences finies est capable de préserver l'équilibre global jusqu'à ce que la rupture soit atteinte, et de donner des informations sur des déformations subies par la roche ou le sol sous des contraintes données. Aussi, la méthode des différences finies est capable de surveiller la rupture progressive jusqu'au bout y compris la rupture globale de cisaillement. Organisation de Travail : Ce Travail contient une introduction générale qui présente la problématique à étudier et deux principaux chapitres, le premier chapitre contient une présentation du programme de modélisation FLAC 2D et le principe d’utilisation, le deuxième chapitre est fourni à analyser les résultats de la stabilité uploads/Geographie/cheikhaoui-youcef.pdf