Modélisation des instabilités en géomécanique : application aux glissements de terrains

par Florent Prunier

Thèse de doctorat en Matériaux, mécanique, génie civil, et électrochimie

Sous la direction de Félix Darve et de Farid Laouafa.

Soutenue en 2008

à Grenoble, INPG .


  • Résumé

    Ce mémoire de thèse synthétise trois années de recherches dédiées à la modélisation numérique des instabilités et ruptures se produisant dans les géomatériaux et ouvrages comme les glissements de terrains. L'approche considérée dans ces modélisations relève de la mécanique des milieux continus et est fondée sur l'exploitation de lois de comportement phénoménologiques et l'utilisation d'un code aux éléments finis. L'étude de ces instabilités est effectuée grâce au critère de Hill (1958) qui est basée sur le signe du travail du second ordre. Après un chapitre bibliographique sur les lois de comportements pour matériaux granulaires et sur les critères de stabilité matérielle, le second chapitre est dédié à l'étude du critère du travail du second ordre local par une analyse au niveau du comportement d'un point matériel. Le troisième chapitre propose une étude de ce critère à l'échelle d'une structure, et repose sur l'analyse aux valeurs propres et vecteurs propres de la partie symétrique de la matrice de rigidité globale issue d'un calcul par éléments finis. Enfin, dans le dernier chapitre nous présentons les modélisations de deux glissements de terrains : Petacciato en Italie, et Ballendaz en Savoie, qui se sont manifestés après des périodes de fortes pluies. L'association d'un modèle hydro-mécanique couplé prenant en compte la saturation partielle des sols, et du critère du travail du second ordre a permis de décrire correctement les surfaces de ruptures observées in situ.


  • Résumé

    This Ph. D. Manuscript synthesises three years of research dedicated to the numerical modelling of instabilities and failures which occur in geomaterials and structures like landslides. The considered approach in these modellings is based on the continuum mechanics and considers phenomenological constitutive models implemented in finite element codes. Instabilities are studied with the help of Hill?s criterion (Hill (1958)) which is based on the sign of the second order work. After a bibliographical chapter about granular material constitutive models and material stability criteria, the second chapter deals with the local second order work criterion and the analysis is performed at the material point level. The third chapter suggests a study at the structure scale, built on eigenvalues and eigenvectors analysis of the symmetrical part of the global tangent stiffness matrix arising from finite element computation. Finally, in the latest chapter, we present the modelling of two landslides : Petacciato in Italy, and Ballendaz in Savoie, which occurred after strong rainy periods. The use of a coupled hydro-mechanical model taking in account the partial saturation of soils, and of the second order work criterion allowed to describe accurately the slip surfaces observed in situ.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (156 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 111 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS08/INPG/0170/D
  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible sous forme de reproduction pour le PEB
  • Cote : TS08/INPG/0170
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