Target reliability based design optimization of anchored cantilever sheet pile walls

摘要

Dans cette étude, la stabilité d'un mur en palplanches d'acier en porte-à -faux ancrées dans des sols sableux a été étudiée au moyen d'une analyse de fiabilité. La stabilité ciblée est formulée comme un problème optimisé dans le cadre d'une méthode inverse de fiabilité du premier ordre. L'analyse de sensibilité est réalisée pour étudier l'effet des paramètres influençant la stabilité du mur de palplanches d'acier. Les propriétés du sol de remblai, l'angle de frottement à l'interface sol - pieu d'acier, la profondeur de la nappe d'eau à partir du sommet du mur de palplanches d'acier, la profondeur totale de l'enfouissement sous la ligne de dragage, la limite élastique de l'acier, le module de la section de la palplanche d'acier, et la capacité d'arrachement de l'ancrage sont traités comme des variables aléatoires. Le système de mur en palplanche d'acier est modélisé comme une série de combinaisons de modes de rupture. La profondeur de pénétration, la capacité d'arrachement de l'ancrage et le module de section sont calculés pour diverses composantes cibles et indices de fiabilité de système basés sur trois états limites, nommément la rupture par rotation autour de la position de la tige d'ancrage exprimée en termes de rapport de moment, le mode de rupture par glissement exprimé en termes de rapport de force, et la rupture par flexion du mur de palplanches exprimée en termes de rapport de modules de section. Nous tentons de proposer des chartes de conception basées sur la fiabilité en tenant compte des critères de rupture de même que de la variabilité des paramètres. Les résultats de cette étude sont comparés avec les études dans la littérature.%In this study, the stability of anchored cantilever sheet pile wall in sandy soils is investigated using reliability analysis. Targeted stability is formulated as an optimization problem in the framework of an inverse first order reliability method. A sensitivity analysis is conducted to investigate the effect of parameters influencing the stability of sheet pile wall. Backfill soil properties, soil - steel pile interface friction angle, depth of the water table from the top of the sheet pile wall, total depth of embedment below the dredge line, yield strength of steel, section modulus of steel sheet pile, and anchor pull are all treated as random variables. The sheet pile wall system is modeled as a series of failure mode combination. Penetration depth, anchor pull, and section modulus are calculated for various target component and system reliability indices based on three limit states. These are: rotational failure about the position of the anchor rod, expressed in terms of moment ratio; sliding failure mode, expressed in terms of force ratio; and flexural failure of the steel sheet pile wall, expressed in terms of the section modulus ratio. An attempt is made to propose reliability based design charts considering the failure criteria as well as the variability in the parameters. The results of the study are compared with studies in the literature.