Influence of inherent anisotropy of soil strength on limit equilibrium slope stability analysis

Brandon Karchewski, Peijun Guo, Dieter Stolle

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: T2B - Slope Stability

ABSTRACT: Limit equilibrium analysis is a common technique used in geotechnical engineering to arrive at a factor of safety for the stability of a slope. The traditional form of limit equilibrium analysis assumes that the soil strength is homogeneous and isotropic, which is typically not the case in the field. Soil strength depends on factors such as stress level, rate of load application, and soil fabric; the literature often refers to the latter as . This study examines the influence of inherent anisotropy by incorporating simple strength models that account for the orientation of the sliding plane relative to the bedding plane into the limit equilibrium calculation. Numerical examples from the literature are re-evaluated using the Morgenstern-Price method combined with a genetic algorithm to search for the critical non-circular slip surface considering the effects of inherent anisotropy. The effect on the shape and location of the critical slip surface is negligible. The magnitude of the reduction in factor of safety may be up to 9% for a 15% range of orientation-dependent soil strength.

RÉSUMÉ: limite est une technique couramment utilisée en géotechnique pour obtenir un facteur de sécurité de la stabilité de pente. La forme traditionnelle de l'analyse d'équilibre limite suppose que la résistance du sol soit homogène et isotrope, ce qui n'est pas généralement le cas sur le champ. La résistance du sol dépend de facteurs tels que le niveau de contrainte, le taux d'application de charge, et le tissu du sol; la littérature se réfère souvent à ce dernier comme anisotropie «inhérent». Cette étude examine l'influence de l'anisotropie inhérente en intégrant des modèles de résistance simples qui prend en considération l'orientation du plan de glissement par rapport au plan de stratification dans le calcul d'équilibre limite. Des exemples numériques tirés de la littérature sont réévalués en utilisant la méthode Morgenstern-Price combiné avec un algorithme génétique pour rechercher la surface de rupture critique non-circulaire en tenant compte des effets d'anisotropie inhérente. L'effet sur la forme et l'emplacement de la surface de glissement critique est négligeable. L'ampleur de la réduction de facteur de sécurité peut atteindre 9% pour un domaine de 15% de la résistance du sol dépendant de l'orientation.

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Cite this article:
Brandon Karchewski; Peijun Guo; Dieter Stolle (2012) Influence of inherent anisotropy of soil strength on limit equilibrium slope stability analysis in GEO2012. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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