An assessment of reliability analysis tools for slope stability evaluations

M.G.G. Bæverfjord

In the proceedings of: GeoMontréal 2013: 66th Canadian Geotechnical Conference; 11th joint with IAH-CNC

Session: Reliability-based Design

ABSTRACT: Reliability analysis for a slope in highly sensitive and quick clay that failed due to excess loading in construction is presented. The geotechnical slope stability analyses are mainly performed with the Finite Element code PLAXIS, as the Finite Element Method (FEM) is widely used in both structural and geotechnical engineering. FEM has made complex analysis of geotechnical problems much easier, but the high parameter uncertainty inevitably associated with geotechnical engineering nevertheless has to be included in the considerations. As a consequence the use of reliability analysis methods in combination with FEM becomes very attractive. Several reliability approaches, such as FOSM, FORM, SORM, Monte Carlo simulations, Directional Sampling and DARS are applied and evaluated. One major finding from this case study is that FORM coupled with a response surface technique together with Finite Elements is an efficient way of handling reliability when dealing with advanced models and high parameter uncertainty.

RÉSUMÉ: Cet article présente l'analyse de fiabilité d'un talus fait d'argile sensible et rapide, et dont la rupture a été engendrée par un excès de chargement lors de la construction. La méthode des éléments finis (FEM) étant largement utilisée dans les domaines de l'ingénierie tant structurale que géotechnique; les analyses géotechniques de la stabilité de la pente ont donc pour l'essentiel été effectuées avec le logiciel aux Eléments Finis PLAXIS. Bien que la FEM ait considérablement simplifié l'analyse des problèmes géotechniques, l'incertitude pesant sur les paramètres, inévitablement associée à toute étude géotechnique, se doit d'être prise en considération. L'utilisation de méthodes d'analyse de la fiabilité, en combinaison avec les FEM, devient par conséquent très pertinente. Plusieurs approches d'analyse de la fiabilité, telles que la FOSM, FORM, SORM, les simulations de Monte Carlo, l'échantillonnage directionnel, ou le DARS, sont appliquées et évaluées. Cette étude de cas montre que la FORM, couplée avec une technique de réponse superficielle et avec la FEM; constitue une manière efficace de traiter la fiabilité d'un modèle avancé dans lequel l'incertitude des paramètres est importante.

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Cite this article:
M.G.G. Bæverfjord (2013) An assessment of reliability analysis tools for slope stability evaluations in GEO2013. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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