Limit load in translational failure mechanisms for associative and non-associative materials

Abstract

Translational failure mechanisms for estimation of the limit load in geotechnical boundary-value problems are considered. The equivalence of the energy balance approach and the equilibrium of forces approach for limit load evaluation in this type of failure mechanism is studied in detail. The soils are modelled as rigid-perfectly plastic materials with flow rules associative and non-associative to a linear Mohr-Coulomb yield condition. It is demonstrated that for non-associative materials with a coaxial flow rule, the limit load in translational failure mechanisms corresponds to a fully developed residual strength due to non-associativeness, and is lower than the limit load for the associative material. However, the limit load for non-associative materials with a non-coaxial flow rule may be the same as for the associative material. Implications for the interpretation of one of the limit equilibrium methods are discussed. Dans cet article, on s'intéresse aux méchanismes de rupture par translation dans le but d'estimer la charge limite de problèmes géotechniques. L'équivalence entre l'approche énergétique et la méthode par équilibre des forces est étudiée en détail pour ce type de méchanismes de rupture. Le sol est assimilé à un matériau rigide parfaitement plastique, characterise par une régle d'écoulement qui est associée (matériau standard) ou non-associée (matériau non-standard) au critére linéaire de Mohr-Coulomb. Pour un matériau non-standard on démontre que la charge limite pour un méchanisme de rupture par translation correspond en fait à une résistance résiduelle liée á la non-associativité de la régle d'écoulement; de plus la charge limite est inférieure à celle pour un matériau standard. Par contre, si la régle d'écoulement n'est pas coaxiale, la charge limite pour un matériau non-standard est équivalente á celle pour un matériau standard. Finalement, on discute les implications de cette analyse pour l'interprétation d'une des méthodes d'équilibre limite.