Guide de démarrage Talren v6

Introduction

Ce document a pour objectif de permettre une prise en main rapide de l’interface de Talren v6 en faisant un parcours rapide mais détaillé de l’interface pour préciser le principe de son usage tout en évoquant les principales fonctionnalités.

Le cas pratique de la stabilité d’une pente provisoire sera traité : dans un premier temps sur la base de la méthode traditionnelle et dans un deuxième temps en introduisant le sécurité exigée par l’Eurocode, tout en comparant la méthode de Bishop (méthode de tranches) et la méthode cinématique du calcul à la rupture.

Installation et lancement de Talren v6

Tout d’abord, il est nécessaire d’installer Talren v6 sur le poste utilisateur.

Pour savoir si Talren v6 est installé sur votre poste, cliquer sur le Menu démarrer et écrire tout simplement Talren v6 :

Si Talren n’est pas installé sur votre poste, veuillez le télécharger depuis notre site web (voir rubrique Téléchargements sur le menu à droite) : https://www.terrasol.fr/catalogue/talren-v6

Une fois Talren v6 est installé sur le poste, il peut être lancé en :

• Mode démonstration : l’interface pourra être utilisée avec des fonctionnalités limitées : le calcul ne pourra pas être lancé, les projet ne pourra pas être enregistré ni imprimé.

• Mode d’évaluation : ce mode permet l’utilisation de toutes les fonctionnalités, y compris le lancement du calcul, mais ne permet pas l’enregistrement des projets ni l’impression du rapport.

  Pour demander une licence d’évaluation, veuillez faire une demande via ce formulaire : https://www.terrasol.fr/logiciels/talren-evaluation-request

  Une fois le formulaire sera rempli et validé, vous recevrez par mail les instructions à suivre.

  La licence d’évaluation sera utilisable pendant 30 jours à partir de la première utilisation.

• Mode d’utilisation avec licence professionnelle : ce mode nécessite une licence professionnelle qui permet d’utiliser toutes les fonctionnalités de Talren v6.

  Si vous souhaitez recevoir une proposition technico-commerciale (devis) pour acquérir une licence professionnelle, vous pouvez faire une demande via ce formulaire : https://www.terrasol.fr/logiciels/devis

  

Au lancement, vous pourrez lire le nom de votre société et, si elle existe, la date d’expiration de votre clé.

Structure de l’interface

Le tableau de bord de l’interface est composé de rubriques suivantes :

• Arborescence et propriétés du projet (zones rouge et verte)
• Espace dessin (zone bleue)

En haut à droite du tableau de bord de l’interface, l’interface présente le menu de navigation qui permet d’accéder à toutes les catégories permettant de définir le projet, en particulier :

• Propriétés générales du projet
• Géométrie
• Caractéristiques du sol
• Surcharges
• Renforcements
• Phases / Situations

Projet

Cette catégorie permet de définir des propriétés générales du projet, en particulier :

• Numéro d’affaire
• Titre du calcul
• Lieu
• Commentaire

Ces propriétés sont facultatives et seront intégrées dans le rapport d’impression

Les limites gauche et droite du modèle géométrique sont définies par ses abscisses limites :

• $X_{min}$$X_{min}$ [m]
• $X_{max}$$X_{max}$ [m]

Les propriétés suivantes constituent de valeurs par défaut du projet en cours (elles seront proposées par défaut lors de la création de nouvelle phases/situations) :

• Système d’unités, plusieurs choix possibles :

  • kN, kPa, kN/m³
  • MN, MPa, MN/m³
  • t, t/m², t/m³

• ${\gamma }_w$$\gamma_w$ : poids volumique de l’eau

• Méthode de calcul, plusieurs choix possibles :

  • Bishop (méthode de tranches)
  • Fellenius (méthode de tranches)
  • Perturbations (méthode globale)
  • Calcul à la rupture (méthode cinématique)

• Jeux de coefficients de sécurité : environ une vingtaine de choix possibles, il est toutefois possible de définir un jeux de coefficients personnalisé

Talren permet également l’importation d’un fond plan (image .jpeg ou .png) sur laquelle l’utilisateur peut définir la géométrie à l’aide de la souris.

Géométrie

Cette catégorie permet la saisie des points et des segments qui définissent la géométrie du projet.

Plusieurs options possibles :

• Saisie via le remplissage des tableaux :

  • Les points sont définis par ses coordonnées X et Y à saisir dans l’onglet Points
  • Les points sont reliés par des segments à définir dans l’onglet Segments

• Saisie sur la partie inférieure de l’espace dessin via la barre d’édition :

  

  Il convient de saisir ici les coordonnées X [m] et Y [m] des nouveaux points à créer (par exemple ici : X=1m et Y=12m)

• Saisie via la souris directement sur l’espace dessin à l’aide de la barre de boutons :

  

  • Le premier bouton permet de se déplacer sur l’espace dessin
  • Le deuxième bouton permet de définir des nouveaux points et de tracer des nouveaux segments
  • Le troisième buton permet de déplacer des points déjà définis

   

Caractéristiques des sols

Cette catégorie permet de définir les couches de sols en tant que matériaux à partir des paramètres suivants :

La cohésion est à caractériser en tant qu’effective ou non drainée, cela a une influence sur le niveau de sécurité à considérer (la valeur sera fixée par le jeu de coefficients de sécurité choisi plus tard au niveau de la Situation).

Il est possible de définir une anisotropie de la cohésion : cela permet d’ajuster sa valeur fonction de l’inclination de la tangente à la surface de rupture par rapport à l’horizontale.

L’angle de frottement peut être défini par une valeur constante (choix “Linéaire”) ou bien ajusté par un critère de rupture personalisé défini par un ensemble de couples ($\sigma ,\tau$$\sigma, \tau$).

Dans le cas de présence de clous, il convient de définir des paramètres supplémentaires :

Un assistant de définition de $q_s$$q_s$ est disponible pour permettre d’utiliser les corrélations entre la pression limite $p_l$$p_l$ [MPa] et $q_s$$q_s$ [MPa] proposées par les recommandations Clouterre 1991 :

Il est possible de définir des coefficients de sécurité spécifiques à chaque couche de sol, en particulier sur le poids propre, sur la cohésion et sur $tan(\phi )$$tan(\varphi)$. Ces coefficients sont prépondérants sur ceux du jeux de coefficients de sécurité utilisé pour chaque situation.

Dans le cas d’un calcul en écoulement, il est également possible d’autoriser l’écoulement au sein de la couche de sol en définissant ses perméabilités horizontal $k_h$$k_h$ [m/s] et verticale $k_v$$k_v$ [m/s].

La couche de sol peut être associée à un volume de l’espace dessin de deux manières différentes :

• A l’aide d’un “glisser-déposer” de l’étiquette “Couche”
• A l’aide d’un click droite sur le volume de l’espace dessin et en faisant un choix dans Affecter une couche de sol

Surcharges

Cette rubrique permet de définir les chargements extérieurs à considérer dans le calcul de stabilité :

• Surcharges réparties : il s’agit des surcharges réparties localisées définies entre deux points du modèle et caractérisées par une variation de charge entre ces deux points.
• Surcharges linéaires : il s’agit des forces (Q) appliquées à un point donné (X, Y), éventuellement inclinées d’un angle (º) par rapport à l’horizontale. Dans le cas d’usage des méthodes de tranches, il convient de caractériser sa diffusion dans le sol (cela n’est pas utilisé dans le cadre de la méthode cinématique du calcul à la rupture).
• Moments linéaires : il s’agit des moments (M) appliqués à un point donné (X, Y).

Il est possible de définir des familles de surcharges : cela permet de manipuler l’ensemble de surcharges de manière à profiter des propriétés communes, avec la possibilité de créer des exceptions sur des éléments en particulier.

Renforcements

Cette catégorie permet de définir quatre types de renforcements :

• Clous : il s’agit d’éléments qui peuvent travailler en traction/compression et cisaillement
• Tirants : il s’agit d’éléments de renforcement qui peuvent travailler uniquement en traction
• Bandes : il s’agit d’éléments de renforcement qui peuvent travailler uniquement en traction
• Butons : il s’agit d’éléments extérieurs qui peuvent travailler uniquement en compression et restent

Tous les renforcements, sauf les butons, interagissent avec le sol environnant. Il conviendra donc de saisir les paramètres nécessaires pour définir cette interaction renforcement/sol.

Il est possible de définir des familles de renforcements : cela permet de manipuler l’ensemble de renforcements de manière à profiter des propriétés communes, avec la possibilité de créer des exceptions sur des éléments en particulier.

Phasage / Situations

L’étude de stabilité peut se décomposer en phases et situations :

• Une phase est une étape du projet.
• Une situation est une manière par laquelle on étudie la stabilité de l’ouvrage à une phase donnée.

Règle pratique pour décider s’il convient de définir une nouvelle phase ou une nouvelle situation est suffisante : dès que la configuration/disposition examinée nécessite de modifier la représentation graphique sur l’espace dessin, il convient de définir une nouvelle phase.

Phases

Comme évoqué précédemment, une phase correspond à une étape du projet.

Il est possible d’activer ou désactiver des éléments du modèle comme par exemple les renforcements, les surcharges ou les volumes de sol en leur associant une couche de sol défini précédemment.

Un même volume géométrique peut contenir des couches de sols différentes sur plusieurs phases.

Cette activation/désactivation peut se faire directement en cliquant sur l’espace dessin ou bien via arborescence de la phase :

Les conditions hydrauliques sont à définir au sein de la phase, plusieurs options sont disponibles :

• Néant : aucune condition hydraulique ne sera considérée
• Nappe phréatique : les pressions interstitielles seront calculées à tout point d’une manière hydrostatique par rapport à la nappe définie à partir d’une polyligne (points X, Y) avec la possibilité de définir l’orientation des équipotentielles (angle en degrés par rapport à l’horizontale)

• Pressions données le long d’une surface de rupture polygonale : uniquement valable pour les situations qui visent à examiner un mécanisme de rupture très particulier défini par une concaténation de segments reliant des points (X, Y) saisis par l’utilisateur

• Maillage triangulaire de pressions interstitielles importé ou manuel : ce mode permet de définir manuellement ou d’importer un maillage de pressions interstitielles depuis un fichier texte/presse-papiers voir même depuis Plaxis. Le maillage sera parfaitement défini par des nœuds, triangles reliant systématiquement 3 nœuds et les valeurs de pression interstitielle à chaque nœud.

• Maillage triangulaire de pressions interstitielles calculé (nouveau) : ce mode permet un calcul intégré, en régime établi, du champ de pressions interstitielles à considérer pour les analyses de stabilité. Le calcul est basé sur une résolution numérique de l’équation de Laplace tenant compte du caractère multicouche et anisotrope du terrain. Voici un exemple de réseaux d’écoulement au sein d’un barrage et autour d’un écran de soutènement :

  

Il est également possible de définir un fond de nappe en-dessous duquel les pressions interstitielles seront considérées nulles. Cela est utile en cas de présence d’un fond étanche à l’intérieur duquel l’écoulement ne peut pas se produire.

Situations

Comme évoqué précédemment, une situation est une manière par laquelle on étudie la stabilité de l’ouvrage à une phase donnée.

Méthode de calcul

Pour cela, il faut choisir une méthode de calcul, plusieurs choix possibles :

• Bishop ou Fellenius (méthodes de tranches) : il s’agit de décomposer le sol en tranches verticales et de résoudre l’équilibre de forces et de moments de chaque tranche ainsi que l’équilibre de moments global. Ces deux méthodes se distinguent dans l’hypothèse sur l’inclinaison de la réaction inter-tranche :

  • Bishop suppose une inclinaison nulle de la réaction inter-tranche
  • Fellenius suppose une inclinaison de la réaction inter-tranche parallèle à la base de la tranche

  

  Ces méthodes nécessitent des hypothèses complémentaires dont on ne maîtrise pas son caractère favorable ou défavorable par rapport à la stabilité, notamment l’inclinaison de la réaction inter-tranche et la diffusion des surcharges et des efforts mobilisés dans les renforcements.

• Perturbations (méthode globale) : cette méthode a été mise au point par Raulin, Rouques, Toubol (1974). Il s’agit d’une méthode de calcul en rupture non circulaire de forme quelconque. L'hypothèse complémentaire qui la caractérise porte sur la valeur de la contrainte normale effective. Celle-ci est exprimée en fonction de la contrainte normale effective déduite de la méthode de Fellenius.

• Calcul à la rupture (méthode cinématique) : cette méthode de calcul représente une approche cinématique par l'extérieur de la charge de rupture des ouvrages géotechniques. Cette approche est développée dans le cadre de la théorie générale du calcul à la rupture qui a été formalisée par J. Salençon (1983).

  

Jeu de coefficients de sécurité

Le calcul de la situation nécessite la considération d’un jeu de coefficients de sécurité sur les grandeurs intervenant dans le calcul. Le choix est à faire parmi l’ensemble de jeux de coefficients qui ont été “activés” ou choisis dans la catégorie Projet.

Dans la définition de la situation, il est possible de visualiser les valeurs des coefficients de sécurité sans pouvoir les modifier (ils sont modifiables dans la catégorie Projet) :

Eventail de surfaces à examiner

Le calcul de stabilité proposé par Talren se déroule sur un ensemble de surfaces préfixées par l’utilisateur sur forme d’éventail. Talren permet la génération aisée de ces éventails :

• Circulaire automatique : il s’agit d’une manière rapide d’examiner la stabilité pour un ensemble préfixé des surfaces générées automatiquement par l’interface pour les paramètres suivants :

  • Nombre de découpages (N) : nombre de directions examinées et nombre de centres examinés dans chaque direction

  • Incrément sur le rayon : distance à ajouter (valeur positive) ou à retrancher (si valeur négative) sur le rayon initial déterminé par la distance entre le centre examiné et le premier point à impacter sur le terrain

  • Abscisse d’émergence limite : valeur de l’abscisse X à droite de laquelle les surfaces à retenir doivent terminer. Autrement dit, toutes les surfaces terminant à gauche de cette valeur de X seront écartées.

  • Type de recherche, deux choix possibles pour déterminer le premier point à cibler pour la première surface générée à part de chaque centre potentiel

    • Point de passage imposé (X, Y)
    • Cercles tangents à une couche (couche à choisir parmi celles définies dans le modèle)

• Circulaire manuelle : il s’agit de définir un ensemble de surfaces circulaires générées à partir d’une grille de centres potentiels en examinant plusieurs rayons possibles

• Circulaire manuelle avec des intervalles : il s’agit de définir ici l’ensemble des points de départ (intervalle d’entrée) et d’arrivée (intervalle de sortie) de la surface. Talren déduira le centre et le rayon pour chaque couple de points d’entrée et de sortie et de l’angle sous lesquels sont “vus” ces deux points (exploration) afin de générer l’éventail à examiner.

  Chaque intervalle peut se réduire à un point, auquel cas il convient de choisir un type d’intervalle Ponctuel.

• Polygonale : il s’agit d’une surface décrite par une série de points (X, Y). Ce type de surface peut servir à examiner des mécanismes très particuliers ou qui sont observés sur place.
• Spirales logarithmiques : ces mécanismes sont proposés uniquement dans le cas de la méthode cinématique du calcul à la rupture. Chaque spirale logarithmique est définie à partir d’un point d’entrée (appartenant à l’intervalle d’entrée), d’un point de sorite (appartenant à un intervalle de sortie) et à un angle au pôle. Talren est capable d’examiner des surfaces à concavité vers le haut ou vers le bas.

L’ensemble des options précédentes proposent la possibilité d’écarter les surfaces de peau en se basant sur des critères complémentaires :

Conditions sismiques

Il est également possible d’intégrer les effets inertiels en conditions sismiques. Pour cela, il convient de définir les rapports d’accélération sismiques :

Talren v6 propose un assistant séisme conforme à l’Eurocode 8 qui permet d’estimer ces coefficients sismiques en fonction de la zone de sismicité (1 à 5), de la classe de sol (A à E), de la catégorie de l’ouvrage (I à IV) et du facteur “r” :

Les figures d’aide ci-dessous sont intégrées à l’interface pour représenter l’effet de ces coefficients sismiques et où sont appliqués (sol et eau) :

Talren v6 permet d’examiner toutes les combinaisons $k_H$$k_H$ et $k_V$$k_V$ possibles.

Il permet également de rechercher automatiquement l’accéleration déstabilisante : celle qui conduit à l’équilibre limite et qui peut alimenter un calcul de déplacements irréversibles.

L’assisant séisme disponible en haut à droite de l’interface propose une estimation du déplacement irréversible par des différentes méthodes :

• Approches empiriques :

  • Ambraseys et Menu (1988)
  • Jibson (2007)
  • Lazari et Padopoulos (2012)

• Méthode de Newmark :

  

Cas pratique : Stabilité d’un talus provisoire

Ce cas pratique d’utilisation de l’interface répond à plusieurs objectifs :

• Définir et manipuler un projet simple avec Talren v6
• Comment gérer le niveau de sécurité en méthode traditionnelle ?
• Analyser l’évolution du facteur de sécurité tout au long du phasage de calcul proposé
• Proposer une solution avec un système de contrôle de la nappe
• Analyse de la stabilité à l’aide d’un jeu de coefficients partiels au sens l’Eurocode 7
• Comparaison avec la méthode cinématique du calcul à la rupture

Rappel théorique : Comment gérer le niveau de sécurité en méthode traditionnelle ?

En approche traditionnelle (coefficients partiels égaux à 1,00), le niveau de sécurité usuellement recherché est :

• $F_{min}$$F_{min}$ ≥ 1,30 en situations transitoires (provisoires)
• $F_{min}$$F_{min}$ ≥ 1,50 en situations durables ou service (définitives)

Comment faut-il interpréter physiquement le résultat obtenu avec Talren ?

• $F_{min}$$F_{min}$ < 1,00 → Instabilité. Rupture certaine.
• $F_{min}$$F_{min}$ = 1,00 → Limite de stabilité (ou d’instabilité).
• $F_{min}$$F_{min}$ ≥ 1,30 → Stabilité assurée à court terme. Des déformations différées notables sont à prévoir à long terme.
• $F_{min}$$F_{min}$ ≥ 1,50 → Stabilité assurée à long terme, garantissant un faible niveau de déformations.

De manière générale, plus la sécurité est élevée, plus les déformations sont faibles.

Description de l’étude

Nous souhaitons étudier la stabilité de ce talus provisoire sous différentes conditions de chargement en méthode traditionnelle :

• Phase 1 : Sans nappe ni surcharge
• Phase 2 : Influence d’une surcharge en surface
• Phase 3 : Influence d’une nappe horizontale
• Phase 4 : Influence d'un rabattement de nappe
• Phase 5 : Intérêt d’un système de contrôle de la nappe
• Phase 6 : Utilisation de la méthode cinématique du calcul à la rupture

Nous nous demandons quelle est l’évolution du coefficient de stabilité vis-à-vis de la stabilité d’ensemble.

Ensuite, nous nous intéresserons à examiner la stabilité avec une approche Eurocode à l’aide d’une phase supplémentaire :

• Phase 7 : Utilisation d’un jeu de coefficients partiels

Définition du projet Talren

Définition d’un nouveau projet

Lancer Talren v6 et cliquer sur le bouton Nouveau projet… du tableau de bord ou dans le menu Fichier.

Le tableau de bord de l’interface est composé 3 rubriques :

• Espace de dessin (zone bleue)
• Arborescence du projet (zone rouge)
• Volet de propriétés des catégories du projet (zone verte)

Définition du projet

Nous commençons par définir les propriétés du projet.

Pour cela, cliquer sur la catégorie Projet de arborescence (zone rouge) :

Veuillez saisir les données suivantes :

En méthode traditionnelle, nous utiliserons une pondération unitaire.

Pour les jeu de coefficients de sécurité, il convient de cocher Unitaire :

En cliquant sur la flèche sur la droite, on peut visualiser les coefficients de sécurité (unitaires) :

Définition de la géométrie

Dans la catégorie Géométrie, veuillez rentrer les coordonnées des points dans l’onglet Points puis cliquer sur le bouton :

Ci-dessous toutes les coordonnées des points à saisir :

Voici les tableaux des points et des segments complétés :

Définition des caractéristiques des sols

Nous allons ensuite définir les caractéristiques des sols :

Pour créer une nouvelle couche, clique sur le bouton :

Saisir ensuite les caractéristiques de chaque couche :

Pour affecter les couches des sols aux volumes de sols définis dans la catégorie Géométrie, nous pouvons glisser-déposer les couches sur les volumes ou faire click droit sur les volumes et leur attribuer la couche de sol souhaitée :

Définition des surcharges

Nous allons ensuite définir une surcharge de 25 kPa en surface sur une longueur de 8 m.

Pour cela, nous allons ajouter une nouvelle surcharge répartie à l’aide du bouton :

Voici les valeurs à saisir :

Méthode traditionelle

Phase 1 : sans nappe ni surcharge

Nous allons définir une première phase de calcul en faisant click sur Ajouter une nouvelle phase dans l’arborescence du projet puis dans le bouton en bas Ajouter une nouvelle phase :

Nous allons activer uniquement les 3 volumes de sol. Cela peut être fait en activant chaque élément sur la liste en partie inférieure ou bien en faisant click gauche sur le dessin.

Nous allons définir une nouvelle situation au sein de cette première phase :

Nous allons faire une première situation en utilisant la méthode de Bishop, en utilisant une pondération unitaire et à l’aide d’une recherche automatique :

L’éventail des surfaces de rupture à examiner est à définir comme suit :

Nous avons défini tout le nécessaire pour lancer le calcul.

Sélectionner la situation et lancer le calcul à l’aide du premier bouton dans la barre calcul en partie supérieure de la fenêtre :

Une fois le calcul est terminé, nous obtenons le coefficient de stabilité minimal $F_{min}$$F_{min}$ = 1.51 ainsi que le mécanisme associé :

Phase 2 : influence d'une surcharge en surface

Nous allons examiner ensuite l’influence d’une surcharge en surface.

Pour cela, nous allons ajouter une nouvelle Phase en activant la surcharge :

Nous ajoutons ensuite une nouvelle situation en optant cette fois-ci pour une recherche circulaire manuelle :

Les paramètres de la recherche circulaire manuelle sont les suivants :

Après calcul, nous obtenons un coefficient de stabilité $F_{min}$$F_{min}$ = 1.43.

Interprétation du résultat : le coefficient de stabilité est inférieur à celui de la phase précédente du fait du chargement en surface.

Phase 3 : prise en compte d’une nappe horizontale

Cette phase vise à étudier la stabilité de l’ouvrage en présence d’une nappe horizontale au niveau +8.50 m.

Nous allons donc créer une nouvelle phase en définissant des conditions phréatiques de type Nappe phréatique :

Les coordonnées des points définissant le toit de la nappe sont les suivants :

Nous ajoutons ensuite une nouvelle situation en optant cette pour une recherche circulaire manuelle :

Les paramètres de la recherche manuelle sont les suivants :

Après calcul, nous obtenons un coefficient de stabilité $F_{min}$$F_{min}$ = 1.58.

Interprétation du résultat : le coefficient de stabilité obtenu est supérieur aux précédents grâce au caractère stabilisateur du poids de l’eau sur la partie à droite du modèle.

Phase 4 : influence d'un rabattement de nappe

Cette phase vise à étudier la stabilité de l’ouvrage en présence d’un rabattement de la nappe sur la partie droite du modèle.

Nous allons donc créer une nouvelle phase en définissant des conditions phréatiques de type Nappe phréatique suivant l’allure du profil du terrain naturel :

Les coordonnés à saisir pour définir le toit de la nappe phréatique sont les suivantes :

Nous ajoutons ensuite une nouvelle situation en optant pour une recherche circulaire manuelle :

Les paramètres de la recherche manuelle sont les suivants :

Après calcul, nous obtenons un coefficient de stabilité $F_{min}$$F_{min}$ = 0.71.

Interprétation du résultat : le coefficient de stabilité est inférieur à celui des phases précédentes du fait de l’enlèvement de la charge favorable de l’eau à la stabilité. Il reste même inférieur à celui obtenu en phase 1 du fait que les contraintes effectives dans le sol sont inférieures à cause de la présence de l’eau.

Phase 5 : intérêt d’un système de contrôle de la nappe

Cette phase vise à étudier la stabilité de l’ouvrage en présence d’un système de contrôle de nappe au droit de la partie en pente.

Ce système de contrôle de la nappe peut être fait à l’aide de points filtrants, drains, pompage profond…

Nous allons donc créer une nouvelle phase en définissant des conditions phréatiques de type Nappe phréatique :

Les coordonnés à saisir pour définir le toit de la nappe phréatique sont les suivantes :

Nous ajoutons ensuite une nouvelle situation en optant pour une recherche circulaire manuelle :

Les paramètres de la recherche manuelle sont les suivants :

Après calcul, nous obtenons un coefficient de stabilité $F_{min}$$F_{min}$ = 1.35.

Interprétation du résultat : le coefficient de stabilité est augmenté par rapport à la phase précédente du fait que les contraintes effectives sont plus importantes sous la partie en pente du fait de la maîtrise des conditions hydrauliques. Le système de contrôle de nappe montre donc son apport vis-à-vis de la stabilité de l’ouvrage.

Phase 1 / Situation 2 : calcul à la rupture (méthode cinématique)

Après avoir déroulé les différentes étapes prévues pour cet ouvrage, nous proposons de revenir sur la phase 1 pour étudier la stabilité à l’aide de la méthode cinématique du calcul à la rupture.

En calcul à la rupture, c’est le coefficient XF qui prend le rôle de facteur de sécurité lorsque Fmin = 1.00.

Nous allons revenir en phase 1 et allons ajouter une nouvelle situation en choisissant cette fois-ci :

• Méthode de calcul à la rupture
• Jeu de coefficients de sécurité Unitaire
• Ajustement automatique de XF pour Fmin = 1 sur un intervalle de recherche entre 1.00 et 3.00

Cette méthode est mise en place uniquement pour des mécanismes de rupture en arc de spirale logarithmique. Les paramètres de recherche sont résumés ci-dessous :

Après calcul, nous obtenons un coefficient de sécurité de XF=1.52 pour un coefficient de stabilité de $F_{min}$$F_{min}$ = 1.00.

Interprétation du résultat : le niveau de sécurité est du même ordre et comparable à celui obtenu en Phase 1 / Situation 1 mené à l’aide de la méthode de tranches (Bishop).

Approche Eurocode

Comment utiliser un jeu de coefficients partiels ?

En approche semi-probabiliste (type Eurocode 7 par exemple), les propriétés de cisaillement du terrain sont pondérées à la source par un facteur ${\gamma }_M$$γ_M$. Typiquement, ${\gamma }_M$$γ_M$ = 1,25 en conditions drainées et ${\gamma }_M$$γ_M$ = 1,40 en conditions non drainées. A cela s’ajoute usuellement un facteur partiel modèle ${\gamma }_{Rd}$$γ_{Rd}$ allant de 1,00 à 1,20 selon la nature de la phase étudiée et la sensibilité de l’ouvrage aux déformations. On vise ensuite une sécurité globale supérieure ou égale à l’unité : Fmin ≥ 1,00.

A noter que pour un calcul conduisant à Fmin = 1,00, la marge de sécurité est représentée par le produit ${\gamma }_M$$γ_M$ x ${\gamma }_{Rd}$$γ_{Rd}$.

Interprétation physique du résultat (en application d’un jeu de coefficients partiels) :

• $F_{min}$$F_{min}$ < 1,00 → Sécurité insuffisante. Ce résultat n’est pas synonyme de rupture mais d’un défaut de sécurité.
• $F_{min}$$F_{min}$ = 1,00 → Niveau de sécurité optimal.
• $F_{min}$$F_{min}$ ≥ 1,00 → Stabilité assurée avec une sécurité suffisante.

Dans la pratique, le facteur partiel modèle est simulé à l’aide de :

• Γs3 pour les méthodes traditionnelles des tranches (type Bishop par exemple)
• XF pour la méthode du calcul à la rupture

Phase 6 (identique à la Phase 1) : sans nappe ni surcharge

Situation 1 : méthode traditionnelle

Nous allons créer une nouvelle phase pour étudier la même configuration qu’en phase 1 (sans nappe ni surcharge) pour ensuite définir une nouvelle situation avec :

• La méthode de Bishop

• Jeu de coefficients de sécurité de type Eurocode - Fondamental - Ouvrage courant

  Pour utiliser ce jeu de coefficients de sécurité, il convient de revenir dans la catégorie Projet et le cocher :

  img src="Talren_v6_Guide_de_demarrage.assets/image-20220324130433777.png" alt="image-20220324130433777" style="zoom:60%;" />

   

  Etant donné que l’Eurocode ne fourni pas toutes les valeurs des coefficients, il faut compléter avec des valeurs unitaires tout en sachant que ces coefficients n’interviendront pas dans notre calcul car il n’y a pas de renforcements :

  • ${\mathrm{\Gamma }}_{qsl,clou,ab}=1.0$$\Gamma_{qsl,clou,ab}=1.0$
  • ${\mathrm{\Gamma }}_{s,clou}=1.0$$\Gamma_{s,clou}=1.0$
  • ${\mathrm{\Gamma }}_{a,tirant}=1.0$$\Gamma_{a,tirant}=1.0$
  • ${\mathrm{\Gamma }}_{buton}=1.0$$\Gamma_{buton}=1.0$

  

Très important : en méthode de tranches, le coefficient ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}$$\Gamma_{s3}$ joue le rôle de facteur partiel de modèle. Il s’agit d’une sécurité additionnelle (surpondération des propriétés de cisaillement), ici ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}=1.1$$\Gamma_{s3}=1.1$.

Définition de la situation :

Nous utiliserons les paramètres de recherche des surfaces de rupture suivants :

Après calcul, nous obtenons $F_{min}=1.11$$F_{min}=1.11$.

La sécurité globale se calcule comme suit :

${\mathrm{\Gamma }}_{c_{ou}\phi }$$\Gamma_{c_{ou}\varphi}$ x ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}$$\Gamma_{s3}$ x $F_{min}$$F_{min}$= 1.25 x 1.10 x 1.1054 = 1.51

Cette valeur correspond à la valeur $F_{min}$$F_{min}$ obtenue en méthode traditionnelle.

Situation 2 : Calcul à la rupture (méthode cinématique) avec XF imposé

Nous proposons un passage en calcul à la rupture pour montrer comment l’appliquer, dans un premier temps en imposant la valeur de XF et dans un deuxième temps en recherchant la valeur automatiquement.

Très important : en calcul à la rupture, le coefficient ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}$$\Gamma_{s3}$ doit être pris égale à 1.00 et c’est XF qui joue le rôle de facteur partiel modèle.

Démarche à suivre : dans cette nouvelle situation, nous nous apprêtons à valider que le niveau sécurité demandé est respecté. Pour cela, nous allons créer un nouveau jeu de coefficients de sécurité en dupliquant de celui utilisé précédemment, tout en imposant ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}=1.00$$\Gamma_{s3}=1.00$.

Nous revenons vers la catégorie Projet et accédons à la définition des jeux de coefficients de sécurité :

Dupliquer le jeu de coefficients de sécurité et on impose ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}=1.00$$\Gamma_{s3}=1.00$:

Nous revenons vers cette nouvelle situation et choisissons ce nouveau de jeu de coefficients de sécurité, tout en imposant une valeur de $XF=1.10$$XF=1.10$ :

Les paramètres de génération de l’éventail de surfaces à examiner sont les suivants :

Après calcul, nous obtenons $F_{min}=1.62>1.00$$F_{min}=1.62>1.00$, ce que preuve que le niveau de sécurité évalué est respecté.

Situation 3 : Calcul à la rupture (méthode cinématique) avec recherche automatique de XF

Dans cette nouvelle situation, nous proposons de rechercher automatiquement le niveau de sécurité (XF) atteint à l’aide du calcul à la rupture.

Pour cela, dupliquer la situation précédente :

Nous utiliserons toujours le même jeu de coefficients partiels que précédemment (avec ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}=1.00$$\Gamma_{s3}=1.00$) en demandant un Ajustement automatique de XF pour Fmin = 1. La sécurité sera assurée si le XF obtenu est supérieur ou égale au facteur partiel modèle visé.

Les paramètres de génération des surfaces à examiner restent inchangés.

Après calcul, nous obtenons XF=1.21 pour $F_{min}$$F_{min}$=1.00.

La sécurité globale se calcule comme suit :

${\mathrm{\Gamma }}_{c_{ou}\phi }$$\Gamma_{c_{ou}\varphi}$ x ${\mathrm{\Gamma }}_{s3}$$\Gamma_{s3}$ x $F_{min}$$F_{min}$= 1.25 x 1.00 x 1.2109 = 1.51

Cette valeur correspond à la valeur $F_{min}$$F_{min}$ obtenue en méthode traditionnelle.

Pour aller plus loin

Cette guide de démarrage a permis d’exposer les principales fonctionnalités de l’interface pour une prise en main rapide.

Le cas pratique traité (stabilité d’un talus provisoire) a permis de manipuler un projet simple avec Talren v6. Nous avons également abordé comment gérer le niveau de sécurité en méthode traditionnelle, analyser l’évolution du facteur de sécurité tout au long du phasage de calcul proposé. Nous avons analysé la stabilité à l’aide d’un jeu de coefficients partiels au sens de l’Eurocode 7. Enfin, nous avons comparé la méthode traditionnelle avec la méthode cinématique du calcul à la rupture.

Pour aller plus loin, nous vous invitons à consulter les exemples suivants fournis avec l’interface :

Ils sont accessibles depuis le menu Fichier / Ouvrir un projet exemple…. / Sous-dossiers Exemples :

 

N’hésitez pas à nous contacter pour toute question à sales.terrasol@setec.com

Révision : Mars 2022