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Prise en compte des effets de la surconsolidation dans la stabilité des talus
Consideration of Overconsolidation in slopes stability
Guerpillon Y., Virollet M.
Egis Structures et Environnement, Seyssins, France
RÉSUMÉ : Les études de stabilité des talus de déblai dans des sols très surconsolidés posent des problèmes à savoir : le choix des
caractéristiques mécaniques de cisaillement et les méthodes de calcul de stabilité. Les essais triaxiaux basse pression montrent que les
courbes contrainte-déformation présentent des pics très prononcés, le pic correspondant à la surface d’état critique. Les sols
surconsolidés gardent en mémoire des contraintes horizontales importantes qui ne sont pas prises en compte dans les calculs de
stabilité. Dans cet article nous développons le comportement des sols surconsolidés tant au niveau des contraintes horizontales, que du
comportement géomécanique. Enfin à l’aide d’un modèle de calcul simple nous montrons l’influence des contraintes horizontales sur
la stabilité.
ABSTRACT: Stability studies of highly overconsolidated cutting slopes shows such as: the choice of shearing mechanic
characteristics, stability calculation methods. Low-pressure triaxial tests show that stress-strain curves contain very pronounced peaks,
the peak corresponding to the critical state. Overconsolidated soils retain significant horizontal stresses that are not taken into account
by stability calculations. In this article, we develop the behaviour of overconsolidated soils by consideration of both horizontal
stresses and geomechanical behaviour. Finally, using a simple calculation model we show the influence of horizontal stresses on the
stability.
MOTS-CLÉS : surface d’état limite, surface d’état critique, stabilité
KEYWORDS : horizontal stresses, failure criterion, stability
1 INTRODUCTION
Nous allons tout d’abord analyser l’influence du déchargement
généralisé d’un sol en montrant tour à tour les effets sur les
contraintes horizontales et sur les caractéristiques mécaniques.
Enfin, nous montrerons, à l’aide d’un modèle de calcul, l’effet
des contraintes horizontales sur le coefficient de sécurité
général.
2 CONTRAINTES HORIZONTALES DANS LES SOLS
SURCONSOLIDÉS
Ce sont des sols qui ont subi au cours de leur histoire des
contraintes beaucoup plus importantes que celles qui existent
actuellement.
Fig. 1 Représentation d’un déchargement par érosion
Le terrain naturel a subi une érosion d’épaisseur , à la
profondeur
h
e
z
la pression de consolidation est
p
,
z h
e
2.1
Effet du déchargement sur les contraintes horizontales
Nous prendrons un trièdre de référence
avec
1
,
2
,
3
1
contrainte verticale et
les contraintes horizontales.
2
,
3
L’érosion se produisant sur une surface semi infinie, les
déformations horizontales sont nulles. Comme de plus
, nous obtenons la relation :
1
3
1
1
3
(1)
2.2
Représentation des chemins suivis dans l’espace s, t
Nous rappelons que dans cet espace nous avons
:
s
1
3
2
(2)
t
1
3
2
(3)
Dans l’article (ref. 1), JP. Magnan et JF. Serratrice montrent
que dans le domaine des essais d’extension obtenus au triaxial
sur des sols très surconsolidés, la surface d’état limite est
analogue à celle qui est utilisée
pour les argiles dans ce même
domaine
.
L’équation de la droite de décharge s’écrit :
t
(1
2
)s
t
0
(1
2
)s
0
(4)
s
0
et
étant les coordonnées du point I qui représente
l’intersection de l’ellipse avec la droite (pression des terres
au repos).
t
0
k
0
z
h
e
P
=
(He+z)
Dans cet espace les droites de Mohr –Coulomb sont
symétriques par rapport à l’axe Os.
Quand C touche la surface d’état limite (ellipse), il y a rupture
et le point G vient sur la surface de rupture avec
.
cst
1
Comme sur les falaises de marne très surconsoldée de la région
toulousaine, il n’est pas observé de surface de rupture, il est
alors possible de déterminer le coefficient de Poisson, en
confondant G avec l’origine. Nous avons trouvé
0,275
.
Fig. 2 Représentation du trajet de déchargement IC en surface du sol
-0,15
-0,05
0,05
0,15
0,25
0,35
0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20
s'/s
p
I
'
p
G
C
O
t/sp
