5.7. Calcul de la stabilité des talus
5.7.1. Coefficient de sécurité
? ??????? ??? ?????? ????????? ?? ?????????
Le principe de calcul de stabilité des talus consiste
à déterminer le facteur de sécurité F par lequel il
faut diviser la résistance de la surface de glissement pour que la masse
potentiellement stable soit à la limite de l'équilibre. Ce
coefficient est défini comme étant le rapport du moment par
rapport à un point fixe de la résultante des forces
résistantes au glissement aux forces provoquant le glissement.
Fs=
???????? ??? ?????? ?????????? ?? ????????
Théoriquement, le talus est dit stable si :
y' Fs> 1. L'état d'équilibre limite (rupture)
est obtenu lorsque F = 1.
y' Mais dans la pratique, le coefficient Fs est compris entre
1,15 et 1,30 en tenant compte des facteurs suivants :
> Les erreurs dues à l'exactitude des
méthodes de calcul de la stabilité du bord ; > Les
incertitudes expérimentales de la détermination des
propriétés
physicomécaniques des roches, comme par exemple la
valeur moyenne du
poids volumique des roches composant le massif ;
> Les incertitudes de la détermination de
l'influence de la fissurité ;
> L'influence des charges dynamiques provoquées par
le tir, par le mouvement des moyens de transport et par les séismes.
On distingue deux démarches pour le calcul de facteur de
sécurité :
> Dans la première, le glissement a
déjà eu lieu, il s'agit d'une valeur de Fs inférieure ou
égale à 1 ; donc :Soit, on connait la surface exacte et on
cherche
à déterminer, pour Fs=1, les
caractéristiques correspondantes ;
Soit, on a les caractéristiques et on cherche à
déterminer la surface de glissement.
Ir. Sabu Munung
92
? La deuxième, la plus fréquente, consiste
à déterminer la marge de sécurité disponible et
adapter les solutions adéquates pour améliorer la
sécurité de l'ouvrage en répondant à des exigences
en fonction de l'emploi des talus.
5.7.2. Choix de la valeur du coefficient de
sécurité dans le calcul de la stabilité
Le facteur de sécurité minimal Fs adapté
est assez rarement inférieur à 1,5. Il peut quelque fois
être égal à 2 voire à 2,5 pour des ouvrages dont la
stabilité doit être garantie à tout prix (grand risque pour
les personnes) ou pour des méthodes dont l'incertitude est grande
(analyse en contrainte totale avec risque d'erreur sur la valeur de la
cohésion drainée Cu). Pour certains sites peu importants ou pour
certains ouvrages courants, et lorsqu'il n'ya pas de risque pour la vie humaine
on peut accepter des valeurs plus faibles pendant un moment très court
ou pour des fréquences faibles ; 1,2 voire 1,1. Mais pour pouvoir se
rapprocher ainsi de 1, c'est-à-dire de la rupture, il faut être
sur de la validité des hypothèses et des paramètres
adaptés, ce qui souvent est difficile en géotechnique.
Le tableau ci-dessous nous donne les valeurs de Fs en fonction
de l'importance de l'ouvrage et des conditions particulières qui
l'entoure.
Tableau 1 : Valeurs de Fs en fonction de l'importance de
l'ouvrage et des conditions particulières qui l'entoure
|
Fs
|
Etat de l'ouvrage
|
|
<1
|
On est en présence d'une instabilité permanente
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|
=1
|
On est en présence d'un équilibre limite (les
forces motrices s'égalent aux forces résistantes)
|
|
1<Fs<1,3
|
On a un équilibre critique
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|
Fs=1,3
|
On a une stabilité à court terme
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1,3<Fs<1,5
|
On a une stabilité à moyen terme
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|
1,5<Fs<8
|
On a une stabilité à long terme
|
La définition des seuils des acteurs de
sécurité dépend de l'approche adoptée, des
fréquences de sollicitations de l'ouvrage en question et du risque
créé par la rupture. En condition normale, Fellenius propose un
seuil égal à 1,25 alors que pour Bishop Fs=1,5. (L'approche de
Fellenius est plus conservatoire que celui de Bishop).
Ir. Sabu Munung
93
Sur base de formules utilisées dans certains paragraphes
ci-hauts, nous pouvons calculer le coefficient de sécurité pour
le cas de notre travail.
Nous allons procéder de deux manières pour le
calcul de ce coefficient de sécurité :
1. En faisant abstraction de la présence de l'eau
souterraine;
2. En tenant compte de la présence de l'eau souterraine.
1er cas : Sans la présence de l'eau souterraine
Nous pouvons avant calculer le facteur de stabilité qui
est :
Fs = R Avec :60: contrainte initiale et
Rc : contrainte de rupture
Rc =2C
Cosv= 2.150 cos31 =561Kpa
1--sinv 1--sin
2a0
Rc
Fs =
?? = yh. H =26.4.5= 132Oryh = D.
ys = 2.64 x 1000 = 26.4KN/m 2
264
= 561,4 =0, 47
Calcul de facteur de sécurité Nous
avons les données suivantes
ü angle de frottement Internet ço =
31°
ü angle de pendage de discontinuité f3 =
35°
ü angle de talus a = 74°
|
tanço
Fs = +
tanf3
|
C
|
|
2
Y sin 2f3(cotf3 -- cota)
2
|
Jr. Sabu Munung
94
|
tam31 150
Fs
|
|
0.6008
|
+
=
|
150
|
|
= tam35 + ??.?x??s?m?35(??t35
|
- ??t74)
2.0689
= 0.8581
|
= 0.7002
+ 06008
|
108.537(1.1414)
1.4
|
|
?
= 0.8581 + 1.2108 =
Fs= ?.????
2ème Cas : En présence de l'eau
souterraine
tamp ??tamp
Fs
|
|
= tam? ?(??t? - ??t?)s?m??
tam31 9.81tam31
FS
=
|
|
tam35 26.4(??t35 - ??t74)s?m?35
|
En comparant ces deux valeurs du coefficient de
sécurité trouvées, nous constatons que cette valeur
diminue lorsqu'on tient compte de la présence de l'eau souterraine dans
le massif rocheux ce qui explique que l'eau joue un rôle très
important dans la stabilité des talus. D'une manière
générale, la présence d'eau dans un terrain abaisse le
coefficient de sécurité. Et la mine se trouve dans la
stabilité à moyen terme
Tandis que le facteur de stabilité nous montre que la
mine est en instabilité permanente.
| 
