Stabilité interne des ancrages
La stabilité interne d'un système d'ancrages de soutènement est déterminée pour chaque couche indépendamment. L'analyse de vérification détermine une force d'ancrage, qui équilibre le système de forces agissant sur un bloc de sol. Le bloc est délimité par une section de soutènement, le terrain, une ligne reliant la pointe du soutènement au scellement de l'ancrage et par une ligne verticale passant par le centre du scellement de l'ancrage et le terrain.
La base théorique de la construction de soutènement est le point où la somme des forces horizontales sous le fond de fouille de la construction est égale à zéro. Si ce point se trouve sous le pied du soutènement, le point théorique est le pied de la structure.
L'analyse est effectuée par mètre de structure de soutènement. Les forces d'ancrage sont donc calculées en fonction de leur espacement dans les couches individuelles.
Calcul de la stabilité interne
La figure ci-dessus donne le schéma de vérification de la i-ème couche d'ancrages. L'équilibre des forces pour le bloc ABCD est déterminé en utilisant les forces suivantes :
EA | - | résultante de la pression active des terres agissant sur le soutènement (sur le segment AD) |
EAi | - | résultante de la pression active des terres sur le scellement de l'ancrage vérifié (sur le segment BC) |
Gi | - | poids du ième bloc de terre ABCD ; de plus, cette valeur intègre la surcharge appliquée à la surface du sol, à condition que la pente θi de la surface de glissement AB soit supérieure à la valeur moyenne de l'angle de frottement interne sur cette surface ; dans le cas d'une pente plus faible de la surface de glissement AB, la surcharge n'est pas prise en compte |
Ci | - | résultante de la cohésion du sol sur la surface de glissement AB |
Fj, Fk | - | forces développées dans les autres ancrages ; tous ne contribuent pas, seuls ceux plus courts (comparés à la longueur du ième ancrage) sont intégrés dans le calcul d'équilibre du ième bloc. Le principe suivant est utilisé pour décider si un ancrage donné (le mième) est inclus ou exclu de l'équilibre du ième bloc : en premier lieu, on choisit l'ancrage le plus bas (le ième ou le mième) ; ensuite une surface de glissement plane est placée à partir du centre du scellement de cet ancrage, elle est inclinée d'un angle 45° - φn/2 par rapport à la verticale (segments ab et Bc sur la figure), φn est la valeur moyenne de l'angle de frottement interne au dessus du scellement ; si le ième scellement se trouve au dessus du mième et que le scellement situé plus haut (le ième) est en dehors de la zone coupée par la surface de glissement plane, alors le mième ancrage contribue au calcul (de même si le ième scellement se trouve sous le mième et que le mième se trouve à l'intérieur de la zone coupée par la surface de glissement) ; les cas d'exclusion correspondent à : le ième scellement est au dessus du mième et le ième est à l'intérieur de la zone, et le ième scellement est sous le mième et le mième est à l'extérieur de la zone. Selon ce principe, sur la figure, l'ancrage "plus court" Fk est inclus dans le calcul, alors que le "plus long" Fj en est exclu |
Qi | - | réaction sur la surface AB |
Fi | - | force dans l'ancrage analysé, l'intensité maximale est le résultat du calcul d'équilibre mené pour le ième bloc |
La solution du problème d'équilibre pour un bloc donné nécessite l'écriture d'équations d'équilibre des forces verticales et horizontales. Celles-ci représentent un système de deux équations à résoudre pour la réaction inconnue du sous-sol Qi et l'intensité maximale admissible de la force d'ancrage Fi.
Le calcul de stabilité donne les forces d’ancrage maximales admissibles pour chaque rangée d’ancrages. Celles-ci sont ensuite comparées à celles réellement prescrites dans les ancrages.