Numéro |
Rev. Fr. Geotech.
Numéro 104, 2003
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Page(s) | 37 - 46 | |
DOI | https://doi.org/10.1051/geotech/2003104037 | |
Publié en ligne | 9 octobre 2017 |
Calculs de stabilité des pentes : comparaison entre équilibre-limite et éléments finis dans le cas de ruptures non circulaires
Limit equilibrium and finite-element analysis of slopes with non-circular failure surfaces
1 Centre d’études techniques de l’équipement (CETE) de Lyon 25, avenue F.-Mitterrand F-69674 Bron Cedex jean-louis.durville@equipement.gouv.fr, France.
2 Laboratoire Central des Ponts et Chaussées 58, bd Lefebvre 75732 Paris Cedex 15 jean-pierre.berthelon@lcpc.fr trinh_quoc_van@yahoo.com, France.
Les méthodes d’équilibre-limite sont largement employées dans l’évaluation de la stabilité des pentes, et remarquablement bien validées en rupture circulaire. Dans cet article, nous comparons la méthode des perturbations et un calcul aux éléments finis, dans des cas de rupture non circulaire. Trois cas de figure sont étudiés, outre un cas simple de talus homogène : talus à couches quasi horizontales, versant avec toit ondulé du substratum, talus avec interbanc argileux à pendage défavorable. Les sols ont un comportement élasto-plastique parfait, avec dilatance variable. Dans la plupart des cas, les deux approches donnent des résultats très voisins en termes de coefficients de sécurité. Les zones de plasticité se localisent principalement au droit de la surface de rupture donnée par la méthode des perturbations, mais une déformation plastique au sein de la masse glissée est également présente. Dans le cas du talus avec couche inclinée, une différence de plus de 15 % sur le coefficient de sécurité a été obtenue, et les auteurs suggèrent que des recommandations limitant les variations de courbure de la courbe de rupture soient établies.
Abstract
Limit equilibrium methods (LEM) are widely used for slope stability evaluation, but the use of non circular failure surfaces has not been so well validated as for circular surfaces. In this paper we compare the results of the LEM (perturbation method) with finite element (FEM) analysis. Four types of slopes have been tested : a simple slope in homogeneous soil, a slope with three quasi-horizontal layers, a slope with undulating bedrock, a slope with a thin weak layer dipping downwards. Elastoplastic soils were used in FEM. with different angles of dilatancy. In most cases, as in the homogeneous slope, both FEM and LEM give results wich differ less than 10 % as far as the factor of safety is concerned. Plasticity displayed by FEM generally concentrates along the failure surface given by LEM but it is also present in some parts of the unstable mass. In one case (weak dipping layer) the difference reaches more than 15 %. This discrepancy could be explained by the incompatibility between non circular failure surface and rigid displacement in LEM. The authors suggest that some guidelines should be given to restrict the variation in curvature of the failure surface.
Mots clés : stabilité des pentes / équilibre-limite / éléments finis / facteur de sécurité / élasto-plasticité / surface de rupture non circulaire
Key words: slope stability / limit equilibrium method / finite element method / factor of safety / elastoplasticity / non circular failure surface
© CFMS-CFGI-CFMR-CFG 2003
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