Analyse de la stabilité des pentes Résumé Ce cahier technique montre comment vé
Analyse de la stabilité des pentes Résumé Ce cahier technique montre comment véri er la stabilité des pentes pour une surface de glis- sement critiques circulaire et polygonale (en utilisant son optimisation) et décrit les diérences entre plusieurs méthodes d'analyse de la stabilité des pentes. Dans ce but, le programme Stabilité des pentes sera utilisé, le chier exemple corres- pondant est Demo_manual_08.gst . ATTENTION : Dans ce document, l'utilisateur sera guidé à travers toutes les étapes de dé - nition et d'analyse d'un projet géotechnique, dans un contexte établi par l'auteur. L'utilisateur doit être informé que les réglages de l'analyse (onglet Paramètres ) sont de sa responsabilité et doivent être véri és/adaptés avant de commencer tout nouveau projet. 1 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION 1 Projet Réaliser l'analyse de stabilité d'une pente pour une pente conçue avec un mur poids. Il s'agit d'une situation de calcul permanente. L'analyse en facteur de sécurité prendra SF = 1, 5. La nappe phréatique ne sera pas prise en compte. Figure 1 Schéma du projet 2 Solution Pour résoudre ce problème, on utilise le programme GEO5 Stabilité des pentes . Dans les prochains paragraphes, on présente chaque étape de résolution : Analyse n° 1 : optimisation d'une surface de glissement circulaire (Bishop) Analyse n° 2 : véri cation de la stabilité de la pente par toutes les méthodes Analyse n° 3 : optimisation d'une surface de glissement polygonale (Spencer) Résultats de l'analyse (conclusion) 2.1 Saisie de la géométrie et des autres paramètres Dans le cadre Paramètres cliquer sur Sélectionner les paramètres et choisir l'option n° 1 - Standard - coe cients de sécurité . Figure 2 Fenêtre de dialogue Liste des paramètres 2 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Ensuite, dans le cadre Interface , cliquer sur Saisir les limites et saisir les dimensions du projet comme indiqué sur la gure ci-dessous. La donnée Profondeur du point le plus bas de l'interface sert uniquement à visualiser l'ensemble elle n'a pas d'in uence sur l'analyse. Figure 3 Fenêtre de dialogue Saisir les limites Puis cliquer sur Ajouter interface pour représenter les interfaces des couches, ou plus précisément le terrain, en utilisant les coordonnées présentées ci-dessous. Pour chaque interface, ajouter tous les points puis cliquer sur "OK Ajouter interface" pour valider. Figure 4 Ajout des points des interfaces Figure 5 Cadre Interface - Ajouter des points manuellement 3 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Figure 6 Cadre Interface - Ajout des 4 interfaces Puis on ajoute 3 sols dont les paramètres sont décrits dans le tableau ci-dessous. Dans le cadre Sols , utiliser le bouton Ajouter . L'état de contraintes sera considéré comme eectif pour tours les sols et la foliation du sol ne sera pas considérée. Sol (Classi cation des sols) Poids volumique γ [kN/m3] Angle de frottement interne ϕef [◦] Cohésion du sol cef [kPa] MG Loam graveleux, consistance rigide 19,0 29,0 8,0 S-F Sable dense avec addition de sols ns 17,5 31,5 0,0 MS Loam sableux, consistance solide Sr >0,8 18,0 26,5 16,0 Table 1 Tableau des paramètres de sols Remarque : dans cette analyse, nous véri ons la stabilité à long terme de la pente. Aussi, nous réali- sons les calculs en paramètres eectifs des caractéristiques de cisaillement des sols (ϕef, cef). La fo- liation des sols plus défavorable ou diérents paramètres du sol dans une seule direction n'est pas considérée dans ce projet. 4 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Figure 7 Cadre Sols - Ajout des 3 nouveaux sols Ensuite, dans le cadre Modèle de solide , on dé nit un poids volumique γ = 23 kN/m3 pour le béton. La surface de glissement ne passe pas par cet objet car il s'agit d'une zone très raide (plus d'explication dans le programme d'aide - F1). Figure 8 Cadre Modèles de solide - Nouveau bloc rigide On peut maintenant assigner les sols et le bloc solide au pro l dans le cadre Assignation . 5 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Figure 9 Cadre Assignation Dans l'étape suivante, on dé nit une bande de surcharge dans le cadre Surcharge , que l'on considère comme charge permanente avec une position à la surface du terrain. Figure 10 Fenêtre de dialogue Nouvelle surcharge Remarque : la surcharge est considérée sur 1 m de largeur de la pente. La seule exception est la surcharge concentrée, pour laquelle le programme calcule l'eet de la charge sur le pro l analysé. Pour plus d'information, voir le programme d'aide (F1). On passe les cadres Ancrages , Clous , Renforcements , Pieux stabilisateurs et Eau . 6 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Il n'y a pas d'in uence sismique à considérer ici car la pente n'est pas située dans une région active sismiquement. Dans le cadre Paramètres de la phase , on sélectionne la situation de calcul. Ici, il s'agit d'une situation de calcul permanente . Figure 11 Cadre Paramètres de la phase 2.2 Analyse 1 - Surface de glissement circulaire On ouvre maintenant le cadre Calcul , dans lequel on peut dé nir la surface de glissement initiale en utilisant les coordonnées du centre (x, y) et de son rayon ou à l'aide de la souris - en cliquant sur l'interface pour entrer trois points par lesquels passe la surface de glissement. Remarque : dans des sols cohérents, on obtient généralement des surfaces de glissement rationnelles . Elles sont modélisées par des surfaces de glissement circulaires. Cette surface est utilisée pour trouver les zones critiques d'une pente analysée. Pour des sols non-cohérents (pulvérulents), une analyse utilisant une surface de glissement polygonale devra aussi être réalisée pour véri er la stabilité de la pente (voir le programme d'aide - F1). Après avoir saisi la surface de glissement initiale, on sélectionne Bishop comme méthode d'ana- lyse et on règle ensuite le type d'analyse sur Optimisation . On réalise ensuite la véri cation en cliquant sur Calculer . Figure 12 Cadre Calcul - Bishop - Optimisation de la surface de glissement circulaire 7 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Remarque : l'optimisation consiste à trouver la surface de glissement circulaire apportant la plus pe- tite stabilité la surface de glissement critique. L'optimisation des surfaces de glissement circulaires dans le programme Stabilité des pentes évalue la totalité de la pente et est très able. Ainsi on aura le même résultat de surface de glissement critique quelle que soit la surface de glissement ini- tiale dé nie. Le niveau de stabilité dé ni par la surface de glissement critique en utilisant la méthode d'évaluation Bishop est satisfaisant (SF (= 1, 79) > SF (= 1, 5)). Figure 13 Cadre Calcul - Résultat 2.3 Analyse 2 - comparaison de diérentes méthodes d'analyse On ajoute une autre analyse dans la barre d'outils, dans le coin gauche du cadre Calcul . Figure 14 Barre d'outils Calcul On modi e ensuite le type d'analyse, il prend alors pour valeur Standard ,et on sélectionne Toutes les méthodes comme méthode. Ensuite on clique sur "Calcul". 8 Cahier technique n°8 Mise à jour 01/2020 2 SOLUTION Figure 15 Cadre Calcul - Toutes méthodes - Analyse de type standard Remarques : 1. en utilisant cette procédure, la surface de glissement calculée pour toutes les méthodes cor- respond à la surface de glissement critique de l'analyse précédente en utilisant la méthode de Bishop. Pour obtenir de meilleurs résultats, on devrait choisir chaque méthode puis réaliser une optimisation des surfaces de glissement. 2. la sélection de la méthode d'analyse dépend de l'expérience de l'utilisateur ou des recom- mandations règlementaires locales. Les méthodes les plus populaires sont celles des tranches, parmi lesquelles la méthode de Bishop est la plus utilisée. La méthode de Bishop fournit des résultats conservateurs. 3. pour des pentes renforcées ou ancrées, des méthodes plus rigoureuses (Janbu, Spencer et Morgenstern-Price) sont préférables. Ces méthodes plus rigoureuses traitent toutes les condi- tions d'équilibre et décrivent mieux le comportement réel de la pente. 4. il n'est pas requis (ni correct) d'analyser une pente avec toutes les méthodes d'analyse. Par exemple, la méthode suédoise Fellenius - Petterson fournit des résultats très conservateurs, donc les coe cients de sécurité obtenus seraient irréalistes car trop petits. Cependant, parce que cette méthode est très connue et requise dans certains pays, elle est proposée comme méthode d'analyse des pentes dans le logiciel GEO5. 2.4 Analyse 3 uploads/Management/ em8-fr.pdf
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- Publié le Sep 01, 2021
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