Comité Français des Barrages et Réservoirs

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Justification de la stabilité des digues et barrages en sols traités


Pierre AGRESTI, Jean-Rémi LHERBIER (ARTELIA), Nicolas NERINCX, Cédrine ALLEON (ISL), Stéphane BONELLI (IRSTEA), Jean-Jacques FRY (EDF CIH), Pierre COCHET (consultant)

Éditeur : Comité Français des Barrages et Réservoirs - CFBR - ISBN 979-10-96371-09-9

Colloque : Justification des barrages : état de l’art et perspectives - Chambéry, France
Année d’édition 2019

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Title : Stability assessment of treated soils dikes and dams

Résumé
Le traitement des sols par des liants (chaux et ciment) est une technique très répandue dans le domaine des terrassements routiers et ferroviaires. La mise en œuvre de traitement des sols pour les barrages et les digues est, encore à ce jour, assez marginale.
Le groupe de travail du CFBR sur les barrages (et digues) en remblai dur et sols traités (groupe miroir du comité technique P de la CIGB – Comité des barrages en remblai cimenté) travaille depuis plusieurs années sur la mise au point de ces techniques pour les barrages et les digues, en considérant les améliorations mécaniques apportées par le traitement dès le stade de la conception.
Dans ce but, l’un des objectifs du GT est d’établir des critères de conception et de justification pour ces ouvrages d’un nouveau type. A cette fin, un travail de recherche a été entrepris afin de mieux comprendre le comportement mécanique des matériaux traités mis en œuvre en grande masse.
A partir d’une base de résultats d’essais en laboratoire et in-situ pour des limons lœssiques traités à la chaux, deux approches par modélisation numérique de complexité graduellement croissante ont été menées en parallèle afin de définir les conditions de stabilité à plusieurs échéances de cure, et notamment au jeune âge, d’un barrage type de 30 m de hauteur construit avec ce type de matériau.
Au moyen des logiciels de modélisation numérique PLAXIS et FLAC, le comportement mécanique de l’ouvrage a été simulé en considérant notamment :

  • les effets de construction par couches ;
  • les variations de propriétés mécaniques et rhéologiques avec le temps de cure ;
  • diverses lois de comportement élasto-plastiques (Mohr-Coulomb, Cam-Clay Modifié, Plastic Soil Hardening Model et Hardening Soil Model) ;
  • l’influence de la génération et de la dissipation des pressions interstitielles.
    L’article présente les études réalisées ainsi que les verrous techniques rencontrés. Il expose et compare les résultats obtenus par les méthodes de modélisation considérées et leurs limites. En conclusion, l’article synthétise les avancées de l’état de l’art permises par le travail exposé, ainsi que les enseignements généraux de ce travail de modélisation à ce jour inédit.

Abstract
The treatment of soils with binders (lime and cement) is common practice in the field of road and railway earthworks. So far the use of treated soils for dams and dikes is unusual.
The CFBR working group on dams (and dikes) in hard backfill and treated soils (mirror group of Icold Technical Committee P - Committee on cemented embankment dams) has been working for several years on the development of these techniques applied to dams and dikes, considering the mechanical improvements made by the treatment at the design stage.
For this purpose, one of the objectives of the WG is to define design and justification criteria for these new types of structures. To this end, research work has been undertaken to better understand the mechanical behavior of the treated materials used on a large scale.
From a database of laboratory and in-situ test results for lime treated loess, two numerical modeling approaches of gradually increasing complexity were conducted in parallel in order to define the stability conditions depending on cure time, particularly at the young age, of a typical 30 m height dam built with this type of material.
Using PLAXIS and FLAC numerical modelling software, the mechanical behavior of the structure was simulated by considering :

  • layered construction effects ;
  • the variations of mechanical and rheological properties with the cure time ;
  • various types of elasto-plastic behavior (Mohr-Coulomb, Modified Cam-Clay, Plastic Soil Hardening model and Hardening Soil Model) ;
  • the generation and dissipation of pore pressures.
    This article presents the studies carried out as well as the technical locks encountered. The results obtained by the modelling methods, and their limits, are exposed and compared. As a conclusion, the communication summarizes the progress of the knowledge following the work described before, as well as the general lessons learned from this unprecedented modelling work.

Citation
AGRESTI, HERBIER & Al. Justification de la stabilité des digues et barrages en sols traités. In Colloque Justification des barrages : Etat de l’art et Perspectives. Chambéry : CFBR - 27,28 novembre 2019. ISBN 979-10-96371-09-9. doi : 10.24346/cfbr_colloque2019_c29


Voir aussi : Colloque Justification des barrages : état de l’art et perspectives

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