Estimation des pressions de terre passive et active en présence d’écoulement dans les fouilles de largeur limitée

Abstract

Des observations faites sur des essais au laboratoire mettent en évidence que l'instabilité du fond de fouille en présence d’écoulement peut être causée non seulement par le phénomène de soulèvement ou de boulance mais aussi par la réduction de la butée. La détermination des forces agissantes entre le sol et les structures de soutènement est une étape importante dans l'ingénierie géotechnique. Une conception sécuritaire et économique d'un écran de soutènement nécessite alors une connaissance profonde des pressions de terre passive et active. En fait, les mécanismes de rupture, en présence d’écoulement, sont complexes et multiples, et dépendent de leur configuration géométrique. Ces mécanismes sont très difficiles, voire impossible à décrire en présence d’écoulement par les méthodes classiques en (poussée-butée). Cette thèse s'intéresse à l'effet de l'espacement des écrans d’excavations profondes sur les pressions latérales passives et actives de terre agissant sur les écrans retenant l'excavation dans un sol frottant. Le calcul des coefficients de pression passive de terre pour des matériaux associés et non associés a été effectué à l'aide du code FLAC en différences finies explicites. Aussi l’étude s’intéresse à l’effet de la présence d’écoulement (charge hydraulique) sur la pression latéral passive de la terre. Les résultats obtenus indiquent que lorsque la largeur de l'excavation est inférieure à la zone passive, les deux écrans de soutènement interagissent selon le rapport de la profondeur de pénétration de la fiche et la largeur de l'excavation. Un bon accord est observé entre les résultats de calcul et ceux utilisant l'analyse de l'équilibre limite pour des excavations à double parements à grande largeur. Les résultats montrent que la diminution de la largeur de l'excavation de plus de 0,5 fois la profondeur de la fiche d'excavation induit une augmentation de la pression passive de terre. Cette augmentation est plus prononcée pour les murs rugueux. Il est également montré que l'angle de dilatance influe sur la pression de terre passive pour les grandes valeurs de l'angle de frottement interne du sol. Ainsi l’écoulement diminuer significativement la pression passive de la terre.