[PDF] Étude de la butée des terres en présence découlement

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Etude de la

Abdessamad Benmansour *

LERGEC,

** URGC,

Cet article traite des effets a la mise hors d

Les resultats

is based on the upper-bound method of the limit analysis theory. The failure mechanism adopted is a rotational one. it is bounded by a log-spiral slip surface. The numerical results obtained are presented and discussed.

1. Introduction

L'execution de travaux souterrains en site urbain conduit frequemment a des excavations a la mise hors d'eau est susceptible de provoquer une instabilite du fond de fouille : c' est le " renard >>. 11 convient done de considerer l' effet mecanique de l 'ecoulement induit par l 'exhaure sur les poussees et butees des terres ainsi que sur la stabilite du fond de fouille. Ces divers effets sont souvent soit meconnus par les projeteurs, soit

I' ecoulement

Les rabattements de nappe

Prevision du risque de renard

Terzaghi [TER 43] a introduit la notion de gradient critique ic = y'j y w conduisant, pour un ecoulement unidirectionnel vertical, au soulevement du sol, le poids a I' ecoulement.

La boulance,

a f/2 et de hauteur variable (Figure 1 ). Tout en negligeant les forces de cisaillernent le long des faces verticales du prisrne, il H E F f I 1 u

Figure l. Schema Terzaghi's failure mechanism

Davidenkoff [DA

51] traite ce probleme comme un probleme de force portante de

fondation : La comparaison de ces differentes approches dans le cas d'un % pour la charge d'eau provoquant la rupture [KAS 82].

2.2. Prise en compte du risque de renard et de la diminution de la press ion passive

Les differentes methodes proposees dans la litterature reposent sur des hypotheses assez restrictives, notamment pour le choix du mecanisme de rupture et la prise en compte de la resistance au cisaillement du sol. a proposer un modele de calcul de la pe des pressions passives effectives agissant sur ce volume du sol est le poids sature de la masse de sol en rupture, soumise a la resultante des pressions interstitielles appliquees sur son contour. Dans I' analyse presente, no us avons choisi d' utiliser la deuxieme approche (Figure 2). B Figure 2. Prisme de rupture en Passive failure wedge

3.1. Hypotheses

Les hypotheses prises en compte dans cette

Methode utilisee

L'etu4e

a egaler la puissance des efforts exterieurs a la puissance dissipee a la rotation

0 (Figure 3).

X r-o

Figure 3. Mecanisme de rupture. Failure mechanism

Le choix de ce mecanisme est et al. [SOU a la distribution des contraintes normales effectives agissant le long de cette surface pour lesquelles les trois equations de l'equilibre statique de la masse en glissement sont et que la distribution des contraintes normales effecti ves agissant le long de la ligne de glissement n 'est pas necessaire au calcul de la charge de rupture : il suffit d'ecrire I' equation d'equilibre des moments de tous les efforts agissant sur le prisme de rupture par rapport au foyer de la spirale logarithmique pour calculer la charge de rupture. Enfin, ces auteurs ont montre qu'il existe une equivalence entre la methode du prisme de rupture variationnelle et la methode cinematique de la theorie de I' analyse limite pour un mecanisme rotationnel et al. [SOU et al. [LES 85] dans l'etude de la stabilite des talus. Par ailleurs, ce mecanisme rotationnel a egalement et al. [DEB 92]) pour I' etude

3.3. Principe du calcul

Le principe du calcul de la

3). L'equation du bilan

energetique, n s'exprime : = Ppe + M 1 1 et 2 representent les moments, par rapport au centre de la spirale logarithmique, des pressions interstitielles agissant respectivement le long de la fiche et le long de la ligne de glissement. L' equation (I) montre que p pe est fonction des deux parametres angulaires eo et e decrivant le mecanisme de rupture. La valeur du coefficient de 0 et Un Butee Nous presentons dans le tableau (I), les resultats du coefficient de

Auteurs Valeurs de

KDr

Coulomb (1776) 11.77

Terzaghi (Packshaw, 1946)

Valeurs du coefficient de

rjJ = 40° = 20°. Values of the passive earth pressure coefficient as proposed by different authors for r/J = 40° = 20°

Ce couple 8) a un cas frequemment

et surtout I' on examine main tenant les resultats obtenus par les methodes de prisme de rupture, il 8), pour deux cas differents du rapport (8/~ = -113

I' approche presente pour les

= -1/3 montrent que les resultats obtenus par la presente methode sont pratiquement identiques

8/ les resultats sont identiques pour les faibles

valeurs de . puis 1' : il atteint % a = 40°. ~ 40° -2/3, l'ecart maximum entre les valeurs de Caquot et Kerisel et celles de notre approche ne depasse pas 5 % et devient negligeable pour ~ 35°. = -1 .P Caquot et Kerisel Solution presente Caquot et Kerisel Solution presente

10 1.67 1.52 1.51

15 2.2 2.25 1.89 1.88

Tableau 2. Valeurs du coefficient de

Values of the passive earth pressure coefficient as given by the present analysis and that of Caquot and Kerisel 35 --
J = -1 15 5 . 0 10 15 Figure 4. Comparaison entre la solution presente et celle de Caquot et Kerisel. Comparison between the present solution and that of Caquot and

4.2. Butee

Les sols

d'une alimentation laterale vers le batardeau a 1 Om. H Bof2 Figure 5. Cas d'un batardeau filant Case of a strip cofferdam in a multi layered soil medium

Les moments M

1 et M 2 de I' equation (I) ont = 20kN/m 3 a L == a partir du rideau. h H =H+Z B f ocp = iV c 0(/J = orp I z iN

F: en G

V ---11--- Figure 6. Conditions aux limites de l' ecoulement. Boundary conditions of the seepage flow

4.2.1. Batardeau

A titre d'exemple, on examine le cas d'un sol tricouche, l'ecran a mi hauteur dans la couche intermediaire.

Le coefficient de permeabilite des couches

extremes est identique et est 1, et celui de la couche intermediaire est 2 (Figure 7). Nous presentons sur la figure 8 les resultats de la variation du coefficient de K 1 /K 2 = 5, = 35° et 8/ = -1/3 ; -1/2 ; -2/3.

Notons que la reduction du coefficient

de envisage traditionnellement. Par contre,

1' angle de frottement sol-ecran o.

Bo/2 =

6 m KJ ! couche 2 I 7 '. 3 2 . 1 0 0 l 2 H/f 3 4 5 Figure 8. Variation de Kpe enfonction de Variation of Kpe with H/f

·Afin l' effet du rapport de permeabilite K

1 /K2 sur le coefficient de butee, nous presentons sur la figure 9 la variation du coefficient de K1/K2 quand = 35°, = -2/3 et H/f = 2. ~==35quotesdbs_dbs45.pdfusesText_45

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