АНАЛИЗ НЕРАВНОМЕРНОГО СНИЖЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ГРУНТОВЫХ ОТКОСОВ С УЧЕТОМ ПРОГРЕССИРУЮЩЕГО РАЗРУШЕНИЯ Non-equal Strength Reduction Analysis of Soil Slopes Considering Progressive Failure

XIAOFAN AN, NING LI

Аннотация


Статья посвящена совершенствованию методов расчета коэффициента устойчивости оползнеопасных грунтовых массивов Разработана методика учета неравномерного снижения прочности для анализа устойчивости склонов, учитывающая характеристики прогрессирующего разрушения деформационно-разупрочняющихся грунтов. Метод предполагает, что угол трения и сцепление грунта уменьшаются от пиковых до остаточных значений по различным траекториям в процессе разрушения при сдвиге. В глинистых грунтах снижение сцепления происходит быстрее угла внутреннего трения,
а в песках наоборот. Приводятся формулы для определения коэффициентов уменьшения сцепления и угла трения, и затем для определения коэффициента устойчивости. Далее с использованием метода конечных разностей составляется расчетный код на базе программы FLAC3D. Коэффициент безопасности, полученный этим методом, находится между полученными традиционными методами снижения прочности и предельного равновесия. Обсуждается выбор критериев разрушения при анализе предельного угла наклона склона с использованием численного моделирования. 

Полный текст статьи публикуется в английской версии журнала «Soil Mechanics and Foundation Engineering” vol.58, No.4


Литература


O. C. Zienkiewicz, C. Humpheson, and R. W. Lewis, “Associated and non-associated visco-plasticity and plasticity in soil mechanics,” Géotechnique, 25(4), 671-689 (1975).

L. Pantelidis, and D. V. Griffiths, “Stability assessment of slopes using different factoring strategies,” J. Geotech. Geoenviron. Eng., 138(9), 1158-1160 (2012).

D. V. Griffiths, and P. A. Lane, “Slope stability analysis by finite elements,” Géotechnique, 49(3), 387-403 (1999).

E. M. Dawson, W. H. Roth, and A. Drescher, “Slope stability analysis by strength reduction,” Géotechnique, 49(6), 835-840 (1999).

F. Tschuchnigg, H. F. Schweiger, and S. W. Sloan, “Slope stability analysis by means of finite element limit analysis and finite element strength reduction techniques. Part II: Back analyses of a case history,” Comput. Geotech., 70, 178-189 (2015b).

E. Eberhardt, D. Stead, and J. S. Coggan, “Numerical analysis of initiation and progressive failure in natural rock slopes—the 1991 Randa rockslide,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 41(1): 69-87 (2010).

H. Shen, and S. M. Abbas, “Rock slope reliability analysis based on distinct element method and random set theory,” Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 61: 15-22 (2013).

A. K. Alzo'ubi, “The effect of tensile strength on the stability of rock slopes,” Ph.D. thesis, University of Alberta, Edmonton, Canada (2009).

G. Q. Chen, R. Q. Huang, Q. Xu, T. B. Li, and M. L. Zhu, “Progressive modelling of the gravity-induced landslide using the local dynamic strength reduction method,” J. Mt. Sci., 10(4): 532-540 (2013).

F. Tang, Y. R. Zheng, and S. Y. Zhao, “Discussion on two safety factors for progressive failure of soil slope,” Chin. J. Rock Mech. Eng., 26(7): 1402-1407 (2007).

W. Yuan, B. Bai, X. C. Li, and H. B. Wang, “A strength reduction method based on double reduction parameters and its application,” J. Cent. South Un., 20(9): 2555-2562 (2013).

D. P. Deng, and L. Li, “Limit equilibrium analysis of slope stability with coupling nonlinear strength criterion and double-strength reduction technique,” Int. J. Geomech., 19(6): 04019052 (2019).

L. H. Zhao, F. Yang, Y. B. Zhang, H. C. Dan, and W. Z. Liu, “Effects of shear strength reduction strategies on safety factor of homogeneous slope based on a general nonlinear failure criterion,” Comput. Geotech., 63: 215-228 (2015).

H. B. Xue, F. N. Dang, X. T. Yin, W. H. Ding, and C. Yang, “Nonproportional correlative reduction finite element method for slope strength parameters,” Math. Probl. Eng., 2016: 1-10 (2016).

E. Conte, F. Silvestri, and A. Troncone, “Stability analysis of slopes in soils with strain-softening behavior,” Comput. Geotech., 37(5): 710-722 (2010).

T. Steward, N. Sivakugan, S. K. Shukla, and B. M. Das, “Taylor’s slope stability charts revisited,” Int. J. Geomech., 11(4): 348-352 (2012).

K. Terzaghi, and R. B. Peck, Soil mechanics in engineering practice, John Wiley, New York (1948).

A. W. Skempton, “Long term stability of clay slopes,” Geotechnique, 14(1): 77-101 (1964).

N. Barton, “A model study of the behaviour of steep excavated rock slopes,” Ph.D. thesis, University of London, London, UK (1971).

J. P. Carter, and S. K. Yeung, “Analysis of cylindrical cavity expansion in a strain weakening material,” Comput. Geotech., 1(3): 161-180 (1985).

Itasca Consulting Group, FLAC3D, fast Lagrangian analysis of continua in 3 dimensions user’s guide, Itasca Consulting Group, Minneapolis (2013).

J. M. Duncan, “State of the Art: Limit Equilibrium and Finite-Element Analysis of Slopes,” J. Geotech. Eng., 122(7): 577-596 (1996).

D. Park, and R. L. Michalowski, “Three-dimensional stability analysis of slopes in hard soil/soft rock with tensile strength cut-off,” Eng. Geol., 229(7): 73-84 (2017).


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.