Academic literature on the topic 'Pentes (Mécanique des sols) – Stabilité – Modèles mathématiques'

De récentes expérimentations réalisées sur des sites réels, ont permis de mettre en évidence la complexité du comportement de groupe de pieux dans une pente instable. On fait le point sur les méthodes existantes et on approfondit l'étude du mécanisme du comportement du sol au voisinage d'une rangée de pieux en se limitant au phénomène d'interaction sol-pieu. Apres étude bibliographique du phénomène donnant lieu à la programmation de deux des méthodes les plus significatives, on réalise deux approches en déformation: modélisation en continuum élastique permettant de prendre en compte une géométrie de maillage des pieux quelconques et d'appliquer au groupe une sollicitation en déplacement très générale, modélisation s'appuyant sur la méthode des éléments finis et sur un modèle bidimensionnel horizontal simulant l'écoulement du sol entre une rangée de pieux. Comparaison de diverses méthodes.

La stabilité à court terme et à long terme sont deux aspects importants dans l'analyse de la stabilité des pentes. L'objectif de cette étude est de proposer des modèles numériques pour simuler le comportement mécanique à court terme et à long terme de la matrice rocheuse et joints rocheux. Pour la matrice rocheuse, un modèle élasto- endommagement qui prend les deux situations, de compression et de traction en compte est utilisé. Un paramètre est introduit pour mettre l'accent sur l'influence de la pression de confinement. Et puis un modèle de fluage de la matrice rocheuse qui compte le paramètre de dommages comme une variable dépendant du temps est proposé. Les résultats des simulations montrent un exact accord avec les résultats expérimentaux. Généralement, joints rocheux sont la partie la plus fragile dans les structures rocheuses. Pour joints rocheux, l'aspérité de la surface commune est représentée par un paramètre JRC. Ce paramètre est lié à l'angle de frottement, et donc affecte la rigidité en cisaillement de joint. Dans ce travail, un modèle constitutif est employé sur la base de cette théorie présentée, et le paramètre JRC est proposé comme une variable dépendante du temps, ce qui représente la dégradation de l’aspérité avec le passage du temps. Une simulation est réalisée et vérifiée que ce modèle est capable de décrire les phénomènes de fluage. Extended finite element method (XFEM) est introduit et appliqué dans le modèle de joint de décrire exactement l'état réel des joints. Une simulation d'une structure complexe est effectuée à la fin pour vérifier la capacité de simuler de ces modèles
Short-term and long-term stability are two important aspects in analyzing slope stability. The objective of this study is to propose the numerical models to simulate the short and long-term mechanical behaviour of rock matrix and rock joint. For rock matrix, one elasto-damage model which takes both the compressive and tensile situations into account is employed. One parameter is introduced to emphasize the influence of confining pressures. And then one creep model for rock matrix which considering the damage parameter as a time-dependent variable is proposed. The simulation results show great agreement with experimental results. Generally, rock joints are the most fragile part in rock structures. For rock joint, the asperity of joint surface is represented by a parameter JRC. This parameter is related to the friction angle, and then affects the shear stiffness of joint. In this work, a constitutive model is employed based on this theory, and then the parameter JRC is proposed to be a time-dependent variable, which represents the graduate degradation of joint asperity with time passage. One simulation is performed and verified that this model is capable to describe creep phenomena. The extended finite element (XFEM) theory is introduced and applied in the joint model to exactly describe the real condition of joint. A simulation of one complicated structure is performed at last to verify the simulating ability of these models

La rupture des pentes et l’éclatement des roches, qui représentent deux types de risques naturels fréquents dans le monde, peuvent engendrer des conséquences économiques importantes et des pertes en vie humaine. Malgré que les phénomènes soient étudiés depuis de longues années, il reste encore des questions ouvertes et sans réponse et il est donc encore nécessaire poursuivre les recherches sur cette thématique. Le présent travail de thèse est consacré la modélisation numérique de la stabilité des grandes pentes et de l’éclatement des massifs rocheux en utilisant des méthodes basées sur l’intelligence artificielle en proposant des modifications et des améliorations de telles méthodes. En se basant sur des observations de déplacements de terrain, le glissement de terrain, qui est phénomène commun de la rupture de pentes, est étudié par le processus de Gauss afin de prédire son apparition temporelle. Ensuite, la question d’évaluation de la stabilité des pentes est abordée en utilisant la stratégie de machine à vecteurs de pertinence (RVM) avec des hyper-paramètres adaptatifs. Une approche itérative est proposée afin de déterminer les valeurs optimales des hyper-paramètres. Afin d’améliorer la prédiction, l’évaluation complète de la stabilité des pentes est réalisée en proposant un modèle basé sur la théorie de flou (CM) associé à un processus analytique d’hiérarchisation pondérée (WAHP). Ce modèle est utilisé à l’évaluation de la stabilité de la pente de rive gauche de la centrale hydroélectrique de Jinping 1, dans la région Sud-Ouest de Chine. Enfin, dans la dernière partie, la problématique de l’éclatement des massifs rocheux est abordée en utilisant des modèles basés sur la théorie du flou, en se basant sur une synthèse de 164 cas réels. Des comparaisons entre les résultats numériques et des données de terrain sont présentées pour de différents cas étudiés dans cette thèse
Slope failures and rock burst, which are two typical types of geological hazards, create tremendous economic damages and cause massive losses to the health of domestic humans or animals every year throughout the world. The severe situation implies that they are still in need to be further studied despite the fact that they have been discussed for a long time. The present work is devoted to presenting the analysis of slope failures and rock burst using some computational intelligent models with modifications and improvements. Then landslide, a common type of slope failure, is analyzed for time occurrence prediction using the Gaussian Process by means of field-observed displacement series. After that, the problem of slope stability evaluation is discussed using the strategy of relevance vector machine (RVM) with adaptive hyper-parameter. An iteration approach is presented to find optimal hyper-parameter values in this chapter. Afterwards, the comprehensive evaluation of slope stability is carried out with the cloud model (CM) and weighted analytical hierarchy process (WAHP) closely related to the left abutment slope of Jinping 1 Hydropower Station, southwest of China. Finally, prediction of rock burst classification is engaged using the cloud models synthesized with the attribution weights on the basis of 164 rock burst cases. In each modeling of the associated problems, comparisons are given on the performance of each strategy as well as some evaluations

La première partie correspond à la modélisation du comportement des sols sous chargement monotone et cyclique. Nous utilisons un modèle de comportement élastoplastique pour modéliser la réponse des sols sur différents chemins de charge. Une stratégie de détermination des paramètres du modèle à partir des corrélations existantes pour le comportement des sables et des argiles est donnée. La seconde partie est dédiée à l'estimation des déplacements induits lors des séismes dans des pentes infinies et des murs de soutènement. Pour les pentes, un modèle du bloc rigide enrichi au niveau du modèle de comportement de l'interface est utilisé. Les réponses obtenues sont comparées à celles d'un modèle du milieu déformable en éléments finis, permettant ainsi de définir un domaine d'application des méthodes simplifiées pour l'analyse des pentes infinies. Pour les murs de soutènement, leur réponse est étudiée lorsqu'ils sont fondés sur une base déformable.

La stabilité des talus constitue le problème principal dans le dessin des mines à ciel ouvert. Dans la mine à ciel ouvert de charbon de Carmaux, située au sud ouest de la France et exploitée par les HBCM, certaines zones de la fosse présentent des risques locaux de glissement lesquels se sont accentués avec l'approfondissement de la fosse. L'une des zones présentant des risques de glissement est le talus situé dans l'angle nord-est. Une description des méthodes de surveillance et d'auscultation du talus est faite avant de procéder à la modélisation. Les méthodes employées sont celles de l'équilibre limite puis des éléments distincts réalisée à l'aide du logiciel UDEC. On procède ensuite a une comparaison entre les résultats des calculs obtenus dans la modélisation et ceux tirés des mesures effectuées régulièrement dans la fosse. Enfin une simulation de l'approfondissement de la fosse dans la zone d'étude est réalisée pour déterminer le comportement du talus vis-à-vis de cette éventualité. Ainsi les résultats des analyses montrent la stabilité générale du talus
The slope stability is the critical problem in open cast mine design. At Carmaux open pit coal mine, situated in south-western France, exploted by HBCM, sorne pit zones present local sliding risks which have been increased by pit deepening. One of these risky zones is the slope situated on the northeastern side of Sainte-Marie open pit. Description of slope monitoring and control methods were done before modelling by the limit equilibrium method. Further modelling by the distincts elements method with UDEC twodimensional program was performed. Later, modelling results were compared to the instrumental mesuring values. Finally, additional excavation of the pit was simulated ta asses and determine slope stability behaviour in the case it is eventually done. Analysis results indicate global slope stability

Les instabilités de versants sont en partie responsables de l'apparition de désordres ou de la réactivation de désordres antérieurs dans les structures de tunnels anciens de faible profondeur. Il est cependant nécessaire de bien comprendre ce qui résulte de ces contextes d'interaction et ce qui peut être dû au seul vieillissement rhéologique de ces structures anciennes. Les rétro-analyses réalisées ont conduit ainsi à considérer différentes situations de tunnels entrant dans un versant : tunnel entrant perpendiculairement dans le versant (tête de tunnel), tunnel oblique par rapport au versant, ou tunnel longeant le versant sous une faible couverture. Les pathologies identifiées dans la structure de ces ouvrages varient en fonction de ces situations. Dans cette thèse, différents mécanismes d'instabilités responsables de dommages récurrents ont été étudiés dans le cas d'un tunnel longeant un versant. Pour cela, une partie de la recherche s'est intéressée aux facteurs d'influence à travers une série d'approches numériques paramétriques. Certaines sont relatives à l'altitude du tunnel dans le versant et à sa distance par rapport à la surface libre du versant. Puis sont mis en évidence des facteurs d'influence relatifs aux caractéristiques géomorphologiques du versant et à son évolution naturelle ainsi que des facteurs relatifs à la méthode de construction de l'ouvrage. Dans une seconde partie, des rétro-analyses d'étude de cas ont permis de caractériser différents contextes d'interactions et les pathologies des tunnels anciens concernés. Des simulations numériques ont été réalisées afin d'illustrer le comportement de ces ouvrages et d'expliquer les pathologies identifiées. Enfin dans une troisième partie, une méthodologie d'analyse des différents contextes d'interaction entre tunnels anciens et versants instables a été établie, conduisant à redéfinir le concept de zone d'influence géotechnique dans ce type de situation
Tunnels and unstable slopesABSTRACT: The slope instabilities are partly responsible for the appearance of disorders or reactivation of previous disorders in old shallow tunnel structures. However, it is necessary to understand what results from these interaction contexts and what is due solely to rheological aging of these old structures. Retro-analyzes have led to the consideration of different situations of tunnels entering a hillslope: tunnel entering a slope (tunnel head), tunnel oblique to the slope or shallow tunnel parallel to the slope. Identified pathologies of structures vary depending on these situations. In this thesis, different mechanisms responsible for damage to structures were studied in the case of a shallow tunnel parallel to a slope. For this, a part of the research has focused on the influence factors through a series of parametric numerical approaches. Some are related to the elevation of the tunnel in the slope and its distance from the free surface of the slope. Then are highlighted influencing factors related to geomorphological characteristics of the hillslope and its natural evolution as well as factors related to the construction method of the tunnel. In the second part, case study back-analyzes have characterized different contexts of interaction and pathologies of old tunnels concerned. Numerical simulations were performed to illustrate the behaviour of these structures and explain tunnel lining damages. Finally in the third part, a methodology for analyzing different contexts of interaction between old tunnels and unstable slopes has been established, leading to redefine the concept of geotechnical influenced zone in this situation

La mesure des déplacements de surface liés â l'activité volcanique est une méthode très utilisée dans la surveillance et l'étude des volcans actifs. De nombreux modèles mécaniques ont été réalisés pour tenter de déduire la structure interne de ces données de déplacements, et notamment pour localiser les chambres magmatiques. Mais ils négligent tous le caractère fortement hétérogène et discontinu des édifices volcaniques. Un nouveau modèle permettant précisément l'étude des milieux hétérogènes et fracturés est utilisé. Son hypothèse de base est que l'édifice se comporte comme s'il était constitué d'un assemblage de blocs se déplaçant les uns par rapport aux autres. L'éruption très bien documentée du Mont St Helens (1980) sert de test pour cette méthode de blocs, en permettant de comparer déplacements calculés et déplacements mesurés. Quatre modèles bi-dimensionnels de ce volcan sont construits à partir d'une coupe géologique nord-sud. Chacun d'eux permet de tester l'effet d'un paramètre du modèle (géométrie, conditions aux limites, coefficient de frottement entre blocs, chemin de sollicitation). L'intrusion d'un dôme de lave à l'intérieur du flanc nord est simulée par l'application d'une montée en pression incrémentale puis les modèles sont soumis à une accélération horizontale simulant un séisme. Les résultats de cette modélisation mettent en évidence la dépendance des modes de déformation et de rupture vis à vis du coefficient de frottement entre les blocs. On obtient un assez bon accord avec les observations pour la plus faible des deux valeurs de ce coefficient testées (O. S). La rupture du flanc nord en grand glissement de terrain se produit aussi bien sous la seule influence de la montée en pression que sous pression et séisme combinés. Mais le second type de chargement donne un meilleur accord des résultats avec la réalité, et confirme ainsi qu'un séisme était bien à l'origine de l'éruption. Enfin, on discute, à la lumière de ces résultats, de la possibilité d'appréhender les structures internes et les mouvements du magma, à partir des mesures de déplacements de surface