Update lagrangian analysis of soil slopes in FEM

S. Mohammadi, H.A. Taiebat

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Embankments and Dams

ABSTRACT: Application of a large deformation method to embankments is presented to study their performance during and after failure. In this research the effect of non-linear geometry on the post failure stability of slopes is highlighted. A finite element program is developed to investigate the changing geometry of slopes during failure by including large deformation in the analysis using the updated Lagrangian method; the capabilities of the method are investigated and presented through examples of slope failure where the magnitudes of crest settlement after failure are evaluated and compared. The validity of this method is investigated by examining various soils with different modulus of elasticity and embankment inclination angles. The results of this study show that slopes with an initial factor of safety of less than one may reach equilibrium after failure due to the slope inclination changes during failure. This has an important application in the stability analysis of slopes and in the safety margin that can be selected for different slopes.

RÉSUMÉ: d'une méthode en grandes déformation à des remblais est présentée pour étudier sa performance pendant et après une défaillance. L'objectif de cette recherche est de mettre en évidence l'effet non-linéaire de la géométrie sur la stabilité des pentes après rupture avec développement un programme par éléments finis. Des exemples présentés sont pour étudier damplitudes du tassement de crête après rupture. La validité de cette méthode est étudiée en examinant divers types de sols et la géométrie. Les résultats de cette étude montrent que les pentes avec un facteur de sécurité initiale inférieur à un peuvent atteindre l'équilibre après rupture lorsque la déclivité des pentes varie en raison de la déformation post-rupture. Cela a une application importante dans l'analyse de la stabilité des pentes et dans la marge de sécurité qui peut être sélectionné pour des pentes différentes.

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