Détermination des forces agissant sur un pieu stabilisateur
Les forces agissant sur un pieu stabilisateur sont déterminées par l’analyse de la stabilité des pentes. Le calcul de la stabilité de la pente SF est basé sur l'analyse de l'équilibre des forces agissant sur les blocs de sol au-dessus de la surface de glissement. Les surfaces verticales de blocs individuels sont soumises à des forces d’interaction Fi et leur détermination est l’une des étapes de l’analyse de la stabilité des pentes. Si les blocs de sol sont exactement à l'état d'équilibre limite, les forces inter-blocs au début et à la fin de la surface de glissement sont nulles. Le coefficient de sécurité limite SFlim, pour lequel l'état d'équilibre limite est atteint, est considéré comme un coefficient de sécurité réel sur la surface de glissement considérée. La répartition des forces inter-blocs le long de la longueur de glissement est appelée ligne de pression. Les forces agissant sur un pieu stabilisateur sont déterminées à partir de la distribution des lignes de pression calculée pour le coefficient de sécurité requis SFs.
La figure suivante illustre les différentes distributions de forces inter-blocs Fi (lignes de pression). Le graphique a) représente la distribution des forces Fi à l'état d'équilibre limite, où les valeurs nulles des forces entre les blocs se retrouvent à la fois au début et à la fin de la distribution. Cela signifie que cet état a été trouvé pour la valeur du coefficient de sécurité SFlim, qui exprime exactement le degré de sécurité sur une surface de glissement donnée. Le graphique b) représente la ligne de pression déterminée pour un coefficient de sécurité supérieur à celui correspondant à SFlim. Ensuite, l'hypothèse suivante est formulée : au sommet de la surface de glissement, la force Fn est nulle et au bas de la surface de glissement la force F0,b est non nulle. Cela signifie que pour arriver au coefficient de sécurité SF, la base de la pente devrait être chargée par la force de pression ayant la valeur de F0,b. Le graphique c) représente la ligne de pression pour un coefficient de sécurité SF supérieur à SFlim. Il est basé sur l'hypothèse d'une force F0 nulle sur l'extrémité inférieure de la surface de glissement et d'une force Fn,c non nulle et non équilibrée à l'extrémité supérieure. Arriver à l'état d'équilibre pour le coefficient de sécurité SF demanderait donc théoriquement l'action d'une force de traction de cette intensité à l'extrémité supérieure de la surface de glissement. Le graphique d) montre une distribution des forces inter-blocs pour le cas où un pieu stabilisateur est placé au point x. Une partie de la distribution correspond au graphique c) et sert à déterminer l’ampleur de la force passive P au point x. Au delà du pieu, la distribution selon le graphique b) est considérée et sert à déterminer la force active T au point x. La différence entre P et T est la force transmise par le pieu stabilisateur.
Distribution des forces inter-blocs Fi
Légende :
a) distribution pour le coefficient de sécurité SF = SFlim (F0 = 0 et Fn = 0)
b) distribution pour le coefficient de sécurité SF > SFlim en supposant une force nulle à l'extrémité supérieure
c) distribution pour le coefficient de sécurité SF > SFlim en supposant une force nulle à l'extrémité inférieure
d) distribution pour le coefficient de sécurité SF en supposant un pieu stabilisateur au point x