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Influence des caractéristiques mécaniques, géométriques et hydrauliques des discontinuités sur la stabilité des talus rocheux fracturés-Apport de la méthode des éléments distincts

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Ahmari, Hakim (2021). Influence des caractéristiques mécaniques, géométriques et hydrauliques des discontinuités sur la stabilité des talus rocheux fracturés-Apport de la méthode des éléments distincts. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Le sujet de cette thèse s'intègre dans un axe de recherche relatif à l’étude de la stabilité des talus rocheux fissurés. Ce travail s’intéresse précisément à
l’influence des propriétés des discontinuités inter-blocs (blocs formant le talus), notamment l’angle de frottement, sur la stabilité de ces talus. La thèse porte également sur les méthodes appliquées pour l’étude de la stabilité des massifs rocheux, plus particulièrement les méthodes classiques basées sur l’analyse des forces en situation d’équilibre limite et la méthode des éléments distincts (DEM). En effet, la stabilité des talus rocheux fracturés dépend notamment des paramètres qui caractérisent les discontinuités inter-blocs. Par ailleurs, le degré d’influence de ces paramètres n’est pas le même. Par conséquent, il est intéressant de procéder à des simulations numériques et à une étude de sensibilité sur ces paramètres pour déterminer le paramètre le plus influent afin de proposer une solution de confortement adéquate permettant de mieux stabiliser les talus en question.

Pour valider l’approche par simulation numérique et les résultats ainsi obtenus, la stabilité du déblai D15, situé sur l’autoroute Marrakech-Agadir au Maroc, a été étudiée. On a effectué précisément une rétro analyse de l'instabilité de la pente « Petit D15» située dans la zone extrême nord du déblai D15 et une étude de stabilité du massif rocheux de la zone nord de ce déblai. L’analyse est effectuée selon plusieurs approches analytiques et numériques.

L’originalité de cette thèse réside dans la démonstration du rôle déterminant de l’angle de flottement des discontinuités inter-blocs dans la stabilité des talus rocheux fracturés et dans la quantité d’ancrages à mettre en oeuvre pour les stabiliser. En faisant ressortir la contribution significative de cet angle, cette thèse permettra de concevoir des systèmes de renforcement plus appropriés pour stabiliser des talus rocheux fracturés, résultant en des économies substantielles autant au niveau des coûts des travaux que des conséquences néfastes et des dégâts matériels engendrés par la rupture de ces talus.

Titre traduit

Influence of the mechanical, geometric and hydraulic characteristics of discontinuities on the stability of fractured rocky slopes Contribution of the Method of Distinct Elements

Résumé traduit

The subject of this thesis is part of a research axis relating to the study of the stability of fractured rocky slopes. This work focuses on the influence of the properties of inter-block discontinuities (blocks forming the slope), in particular the friction angle, on the stability of these slopes. The thesis also covers the methods applied in the study of the stability of rock massifs, more particularly the common methods based on the analysis of forces in limit equilibrium and the method of distinct elements (DEM). Indeed, the stability of fractured rock slopes substantially depends on the parameters of inter-block discontinuities. Moreover, the degree of influence of these parameters is not the same. Consequently, it is necessary to carry out numerical simulations and a sensitivity study on these parameters to determine the most influential parameter in order to propose an adequate reinforcement and stabilization solution.

In order to validate the numerical simulation approach and the results thus obtained, we studiedthe stability of the D15, a slope located on the Marrakech-Agadir motorway in Morocco. A retroanalysis was specifically carried out on the instability of the “Petit D15” slope located in the extreme north zone of the D15 excavation and a stability study of the rock massif in the northern zone of this excavation were carried out. The analysis is carried out by several analytical and numerical approaches.

The originality of this thesis lies in the demonstration of the key role played by the angle of friction of the inter-blocs discontinuities on the stability of fractured rocky slopes and in the quantity of anchors to be implemented to stabilize them. By bringing out the significant contribution of this angle, this thesis will allow designing more appropriate reinforcement systems to stabilize fractured rocky slopes, resulting in substantial savings in terms of reinforcement costs and of adverse consequences and material damage caused by the rupture of these rock slopes.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l’École de technologie supérieure comme exigence partielle à l’obtention du doctorat en génie". Comprend des références bibliographiques (pages 217-232).
Mots-clés libres: stabilité, talus, massif rocheux, discontinuités, équilibre limite, éléments distincts
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Assaf, Gabriel J.
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 08 avr. 2021 15:33
Dernière modification: 17 nov. 2021 14:43
URI: https://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2701

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