v6.03.009 SSNP009 - Stabilité d’une pente homogène avec la succion évaluée par la courbe de rétention d’eau#

Résumé:

Ce cas-test fait partie dans les cas tutoriels du logiciel commercial Geostudio SLOPE/W, conçu avec le but de démonstrer et de valider les méthodes de prendre en compte la succion matricielle dans l’analyse de stabilité des pentes en présence de pression hydraulique[1].

Dans ce cas-test on reproduit les résultats de SLOPE/W avec la macro-commande CALC_STAB_PENTE en utilisant la méthode Bishop simplifiée. Ce cas-test permet de valider les fonctionnalités suivantes :

  • Définition du champ de pression hydraulique par résultat évol_noli issu d’un calcul THM.

  • Prise en compte de la succion matricielle avec le champ de pression défini via LIGN_PHREA et CHAM_PRES.

  • Evaluation de la résistance due à la succion par le modèle Van-Genuchten ou la courbe de rétention d’eau dans le mot-clé THM_DIFFU.

Solution de référence#

Méthode de calcul#

Les calculs avec la même configuration dans les différentes modélisations de ce cas-test s’effectuent avec le logiciel Geostudio SLOPE/W version 2024.1.0. Ainsi on se dispose des résultats de référence de type source externe.

Résultat de référence#

Les résultats de facteurs de sécurité issus du SLOPE/W sont listés dans le Tableau 1.

Tableau 1 : Résultats de référence

Méthode

Modélisation

FS

Modèle Van-Genuchten

A, C

1.250

Courbe définie via SATU_PRES

B

1.227

Modélisation A#

Caractéristiques de la modélisation#

On définit les paramètres du modèle Van-Genuchten dans DEFI_MATERIAU/THM_DIFFU.

Afin de valider la résolution du FS avec la résistance due à la succion évaluée par la courbe de rétention d’eau, on fixe les abscisses des extrémités de la surface de rupture à 5,35m et 31,7m, et impose la droite tangentielle horizontale \(y = 9m\). Ainsi seule une surface sera générée et analysée. Le maillage étant suffisamment fin, on désactive le raffinement du maillage. La masse glissante se divise en 15 tranches de sol. On adopte la méthode de Bishop simplifiée pour résoudre le FS.

Grandeurs testées et résultats#

On teste le facteur de sécurité obtenu. Les résultats sont montrés dans le Tableau 1.

Tableau 1 : Valeurs de référence de la modélisation A.

NUME_RAFF

Identification

Résultat Aster

Valeur de référence

Error

0

FS

1.2467709213754843

1.250

0.26%

Synthèse des résultats#

Le résultat du FS issu de la macro-commande CALC_STAB_PENTE donne l’écart de 0,26% par rapport à la solution de référence. Cela prouve la pertinence de la méthode Bishop avec la résistance due à la succion évalué par le modèle Van-Genuchten.

Modélisation B#

Caractéristiques de la modélisation#

La modélisation B hérite de la modélisation A, sauf qu’on définit le comportement hydraulique du sol par la courbe de rétention d’eau retranchée via l’opérande SATU_PRES dans DEFI_MATEIRAU/THM_DIFFU.

Grandeurs testées et résultats#

On teste le facteur de sécurité obtenu. Les résultats sont montrés dans le Tableau 2.

Tableau 2 : Valeurs de référence de la modélisation B.

NUME_RAFF

Identification

Résultat Aster

Valeur de référence

Error

0

FS

1.2252350848612896

1.227

0.14%

Synthèse des résultats#

Le résultat du FS issu de la macro-commande CALC_STAB_PENTE donne l’écart de 0,14% par rapport à la solution de référence. Cela prouve la pertinence de la méthode Bishop avec la résistance due à la succion évaluée à partir de la courbe de rétention d’eau.

Modélisation C#

Caractéristiques de la modélisation#

La modélisation C hérite de la modélisation A, sauf qu’on calcule réellement le champ de pression hydraulique par le modèle D_PLAN_HH et l’introduit dans CALC_STAB_PENTE. Cela permet de valider les deux méthodes de projection disponibles dans l’opérande ALGO_PRES.

Grandeurs testées et résultats#

On teste le facteur de sécurité obtenu. Les résultats sont montrés dans le Tableau 3 et Tableau 4.

Tableau 3 : Valeurs de référence de la modélisation C pour ALGO_PRES = 'PROJECTION'.

NUME_RAFF

Identification

Résultat Aster

Valeur de référence

Error

0

FS

1.2467550610377252

1.25

0.26%

Tableau 4 : Valeurs de référence de la modélisation C pour ALGO_PRES = 'INVERSE'.

NUME_RAFF

Identification

Résultat Aster

Valeur de référence

Error

0

FS

1.2488453294526247

1.25

0.09%

Synthèse des résultats#

Les deux méthodes d’interpolation donnent l’écart du FS inférieure à 1% par rapport à la solution de référence. Cela prouve la pertinence de la méthode Bishop avec le champ de pression définie par résultat évol_noli.

Bibliographie#

  1. Geostudio SLOPE/W Suction Strength. www.geo-slope.com