stabilité talus Objectifs Cette unité a pour objectif de présenter la notion de coefficient de sécurité, donner la connaissance nécessaire à l’apprenant pour savoir l’évaluer. l’évaluer. Egalement, l’apprenant est présenté aux différents facteur influençant la stabilité. [II-U1] 1. Définition Le principe de calcul de stabilité des talus consiste c onsiste à déterminer le facteur de sécurité F par le!uel il faut diviser la résistance de la surface de glissement pour !ue la masse potentiellement stable soit à la limite de l’é!uilibre. Ce facteur peut "tre écrit de la façon suivante #
$# cette valeur définit la sollicitation vectorielle ou tensorielle appli!uée au massif %force % force &, force ', moment (). $max# valeur maximale de $. Le facteur de sécurité pourrait "tre calculé, pour un param*tre sélectionné, en prenant le ratio de la valeur à la rupture, par la valeur calculée sous les conditions de projet de ce param*tre. +n peut citer plusieurs exemples # F - niveau de l’eau à la rupture niveau de l’eau initial %ou de projet) FL - c/argement ultime c/argement appli!ué F%$) - amax %rupture) amax %$) 0 $ # le c/argement sismi!ue d’accélération maximale amax +n distingue deux démarc/es pour le calcul de facteur de sécurité # 1. 2ans la premi*re, le glissement a déjà eu lieu, il s’agit d’une valeur de F inférieure ou égale à 1, donc # 3 soit, on conna4t la surface exacte et on c/erc/e à déterminer, pour F-1, les caractéristi!ues correspondantes. 3 soit, on a les caractéristi!ues et on c/erc/e à déterminer la
surface de glissement. 5. La deuxi*me, la plus fré!uente, consiste à déterminer la marge de sécurité disponible et adopter les solutions adé!uates pour améliorer la sécurité de l’ouvrage en répondant à des exigences en fonction de l’emploi des talus. [II-U1] 2. Choix de la valeur du coefficient de sécurité dans le calcul de stabilité Le facteur de sécurité minimal F adopté est asse6 rarement inférieur à 1.7. 8l peut !uel!uefois "tre égal à 5, voire à 5.7 pour des ouvrages dont la stabilité doit "tre garantie à tout prix %grand ris!ue pour les personnes, site exceptionnel), ou pour des mét/odes dont l’incertitude est grande %anal9se en contrainte totale avec ris!ue d’erreur sur la valeur de la co/ésion drainé Cu). :our certains sites peu importants ou pour certains ouvrages courants, et lors!u’il n’9 a pas de ris!ue pour la vie /umaine, on peut accepter des valeurs plus faibles pendant un moment tr*s court ou pour des fré!uences faible # 1.5 voire 1.1. (ais pour pouvoir se rapproc/er ainsi de 1, c’est3à3dire de la rupture, il faut "tre s;r de la validité des /9pot/*ses et des param*tres adoptés, ce !ui souvent est difficile en géotec/ni!ue. Le ci3dessous, nous donnent les valeurs de F en fonction de l’importance de l’ouvrage et des conditions particuli*res !ui l’entoure !
"tat de l#ouvra$e
<1
danger
1.=31.57
sécurité contestable
1.5731.>
sécurité satisfaisante pour les ouvrages peu importants sécurité contestable pour les
barrages, ou bien !uand la rupture serait catastrop/i!ue
?1.>
satisfaisante pour les barrages
La définition des seuils des facteurs de sécurité dépend de l’approc/e adoptée, des fré!uences de sollicitations de l’ouvrage en !uestion et du ris!ue créé par la rupture. En condition normale, Fellenius propose un seuil égale à 1.57, alors !ue F 1.7 pour @is/op %l’approc/e de Fellenius est plus conservatoire !ue celui de @is/op). [II-U1] %. Calculer le coefficient de sécurité Considérons un élément carré d’unité %dx - d9 - 1) exposé aux contraintes normales σ1 et σA appli!uées aux cBtés de l’élément. Comme l’élément est asse6 petit, il est donc logi!ue d’accepter !ue le plan de rupture soit une ligne droite. L’inclinaison L’inclinaison du plan de rupture est définie par l’angle !. La rupture du milieu est normalement due aux contraintes de cisaillement développées à la surface de rupture. partir des é!uations d’é!uilibre, la contrainte mobilisée de cisaillement τf et la contrainte normale mobilisée σf au plan de rupture peuvent "tre déterminées en fonction de σ1 et σA.
