Une nouvelle approche de la stabilité des remblais sur sols mous traités par colonnes ballastées

A new approach of embankment stability on soft soils reinforced by stone columns

¹ Responsable des études géotechniques à Solen études, 50, rue Eugénie-Le-Gullermic, 94290 Villeneuve-le-Roi, France.
² 21, quai d'Anjou, 75004 Paris, France.
³ Ingénieur ENSG de Nancy, Ex-ingénieur stagiaire à la SNCF-VP, résidence Allindor-Montebello, 97170 Petit-Bourg, France.
⁴ LCPC Paris, 58, boulevard Lefebvre, 75732 Paris Cedex 15, France.

Résumé

On présente une nouvelle méthode d’analyse de stabilité des ouvrages en terre sur sols mous traités par colonnes ballastées. On formule les résistances au cisaillement des sols pour trois procédures de modélisations différentes : modèle initial (début du chargement), homogénéisation de Priebe et modèle réel (correspondant à l’état final de transfert de charge). On compare les trois modèles en présentant, en rupture circulaire de Bishop, l’évolution théorique du coefficient de sécurité vis-à-vis du glissement généralisé Γ_min en calcul aux états limites ultimes (ELU) exprimé en fonction du taux d’incorporation a.

Grâce à une méthode élaborée matérialisant la concentration des contraintes à la verticale des colonnes à l’interface remblai-sol, on construit, dans le cadre du modèle réel, des abaques de la variation du coefficient de sécurité en fonction du pourcentage d’incorporation pour divers taux de chargement et pour un angle de frottement du ballast égal soit à 38° soit à 42°.

Enfin, on démontre l’incidence de la variation des paramètres (caractéristiques de cisaillement du remblai et des colonnes, rapport de concentration des contraintes et taux de chargement) sur l’évolution de Γ_min.

Abstract

A new analysis of embankment stability on soft soil reinforced by stone columns in presented.

The theoretical shear strength and minimum safety factors Γ_min obtained along Bishop circular slip surface for the initial model (beginning of the first loading), the Priebe equivalent model and the real model based on stress concentration on columns are compared. This involves the use of a complex method for generalising stress concentration at the interface of the embankment and the improved soil on the columns top. Charts presenting minimum safety factors Γ_min versus replacement ratio a are given for friction angle of stone φ_c varying between 38° and 42°.

The parametric study concerning the effect of shearing resistance values of the embankment (in terms of friction angle φ_r) and of the column (in terms of cohesion c_c), the stress concentration ratio n and the loading level σ_r/c_u on Γ_min completes this study.