Finite element analyses have been carried out to investigate the possible causes of failure, during construction, of the Nerlerk underwater berm– a hydraulically placed sand slope, designed to form part of a bottom-founded offshore oil exploration platform at Nerlerk in the Canadian Beaufort Sea. The double-hardening Monot constitutive law has been used for modelling the fill materials, while an elastic–perfectly plastic von Mises idealization has been used for modelling the weak underlying clay layer, on which the structure was founded. The computed results demonstrate that, for conditions of rapid loading, there are three possible failure mechanisms, depending on the shear strength of the clay. All mechanisms result in liquefaction of the Nerlerk fill and are hence consistent with the flat post-failure slopes observed on site. However, the most likely cause of failure seems to be that of limited movements in the clay layer triggering liquefaction in the Nerlerk fill near to the berm crest. This investigation represents a major step forward over previously published back-analyses, in that no prior assumptions regarding failure mechanism have been involved. It is also a significant improvement over conventional slope stability calculations, which, for liquefiable soils, tend to greatly overestimate on-site factors of safety.
Des analyses des éléments finis ont étéeffectuées pour examiner les causes possibles de la rupture, en cours de construction, de la berme submergée Nerlerk–un talus en sable remblayé hydrauliquement, qui devait faire partie ďune plate-forme de prospecdon pétroliére sous-marine á Nerlerk, dans la mer de Beaufort, au Canada. La loi constitutive du double durcissement Monot a servi á modéliser les matériaux de remblai, tandis qu’une idéalisation élastique parfaitement plastique de von Mises a servi á mod6liser la couche sous-jacente &coron;argile faible sur laquelle reposait &coron;ouvrage. Les résultats calculés montrent que, dans des conditions de charge rapide, il existe trois mécanismes possibles de rupture, en fonction de la résistance au cisaillement de &coron;argile. Tous ces mécanismes aboutissent á la liquéfaction du remblai de Nerlerk et sont donc compatibles avec les talus plats observés sur place aprés la rupture. Toutefois, la cause la plus probable de la rupture semble Être celle des mouvements limités dans la couche &coron;argile, qui ont provoqué la liquéfaction du remblai prés du sommet de la berme. Cette étude constitue un grand pas en avant par rapport aux rétroanalyses déjá publiées, en ce sens qu’lle ne part &coron;aucune hypothése quant au mécanisme de rupture. Par ailleurs, elle offre bien plus que les calculs classiques de la stabilité des talus, qui, dans le cas des sols liquéfiables, tendent á surestimer considérablement les coefficients de sécurité sur le terrain.
