Stabilité des ouvrages géotechniques : Données expérimentales et méthodes d'analyse

Stability of earthworks : experimental data and methods of analysis

• Auteur / Autrice : Gilles Sève
• Direction : Jean-Pierre Magnan
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Jury : Président / Présidente : François Schlosser
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Éric Leca
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Plumelle, Luciano Picarelli

Mots clés

Mots clés contrôlés

Roches, Mécanique des

Constructions -- Stabilité

Résumé

Actuellement, la justification de la stabilité des projets d'ouvrages géotechniques se fait par catégories d'ouvrages et utilise des méthodes de calcul codifiées. Le travail présenté dans ce mémoire traite de la validation expérimentale des différentes méthodes de calcul de stabilité des ouvrages géotechniques (talus de déblai, talus de remblai éventuellement renforcés, pentes naturelles). Les principes mécaniques et les hypothèses sur lesquelles reposent les différentes méthodes de calcul de stabilité du massif de sol sont décrites et analysées. Elles ont été classées en trois catégories : a) les méthodes de calcul de stabilité utilisant l'équilibre limite, b) les méthodes de calcul de stabilité utilisant le calcul a la rupture (analyse limite), c) les méthodes de calcul en déformation (application de la méthode des éléments finis). Une étude comparative des méthodes de calcul de stabilité de pente a permis de préciser leurs limites d'application. Les coefficients de sécurité calculés par plusieurs méthodes différentes diffèrent peu (moins de 10 pourcents) les uns des autres. La pratique du calcul de stabilité des talus est décrite et analysée. On aborde les aspects réglementaires, et en particulier, on décrit les principes de la justification des ouvrages selon les recommandations de l'Eurocode 7. On évalue sur la base d'études paramétriques, la mise en œuvre de l'Eurocode 7 et son influence sur les géométries des ouvrages. Différents aspects particuliers du dimensionnement d'ouvrages géotechniques : les talus, les pentes sous séisme, les massifs renforcés par clouage sont considérés. Des sites de référence sont décrits auxquels on applique les méthodes de dimensionnement. Leurs prévisions sont comparées au comportement des ouvrages réels. Des justifications expérimentales des méthodes de dimensionnement en sont déduites.

Earthwork projects are generally designed, using methods of calculation which are defined by codes and practice depending on earthwork type. The present study deals with the experimental validation of the methods used to compute earthwork stability (natural slopes, excavations and embankments, eventually reinforced). The mechanical principles and assumptions of various methods are described and analysed. Three groups have been assessed : a) methods based on limit equilibrium, b) methods based on limit analysis theory and c) methods based on deformations computing using FEM. A comparative study between different methods leads to specify their limits of applicability and indicates that the factors of safety calculated using one or another method are very close (less that 10 % difference). Common practice of slope stability analysis is described and analysed. Regulations and codes are also presented with emphasis on Eurocode 7. The effect of using Eurocode 7 recommendations for design is illustrated by a parametric study. Particular slope problems, like natural and embankment slopes subjected to seismic loading, as well as special earthwork techniques (soil nailing) are evaluated. Numerous sites are fully described and analysed using different methods. Predictions are compared to the actual slope behaviour. Experimental validation of most numerical methods is presented.