Simplified probabilistic slope stability design charts for cohesive and c-Φ soils

Sina Javankhoshdel, Richard J. Bathurst

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

Session: Slope Stability

ABSTRACT: Design charts to estimate the factor of safety for simple slopes with c-f soils are now available in the literature. However, factor of safety is an imperfect measure to quantify the margin of safety of a slope because nominal identical slopes with the same factor of safety can have different probabilities of failure due to variability in soil properties. In this study simple circular slip slope stability charts for homogeneous c-f soils published by Steward et al. (2011) and f = 0 soils by Taylor (1937) are extended to match estimates of factor of safety from these charts to corresponding probabilities of failure. A series of new charts are provided that consider a practical range of coefficient of variation (COV) in the lognormal distribution of cohesive and frictional strength parameters and also unit weight of the soil. The data to generate the new charts were produced by using conventional probabilistic concepts and closed-form solutions for cohesive soil cases and Monte Carlo simulation together with conventional circular slip analyses using the SVSlope software for c-f soil cases. The charts are a useful tool for geotechnical engineers to make a preliminary estimate of the probability of failure of a simple slope without running Monte Carlo simulations.

RÉSUMÉ: Des abaques de design pour estimer le facteur de sécurité des pentes simples dans les sols c-f sont de nos jours disponibles dans la littérature. Le facteur de sécurité est cependant une mesure imparfaite pour quantifier la marge de sureté d™une pente puisque deux pentes nominales identiques ayant le même facteur de sécurité peuvent avoir des probabilités de rupture différentes à cause de la variabilité des propriétés du sol. Dans cette étude, des abaques de stabilité de pentes basées sur des surfaces de glissement circulaire simples dans des sols c-f homogènes publiées par Steward et al. (2011) et dans des sols f = 0 de Taylor (1937) sont étendues pour accorder les estimés du facteur de sécurité tirés de ces abaques aux probabilités de rupture correspondantes. Une série de nouvelles abaques sont fournies, qui considèrent une plage pratique de coefficients de variation (COV) dans la distribution log-normale des paramètres de résistance cohésive et de friction et aussi du poids volumique du sol. Les données utilisées pour générer les nouveaux abaques ont été produites en utilisant des concepts probabilistes conventionnels et des solutions analytiques pour les sols cohésifs et des simulations Monte Carlo couplées à des analyses conventionnelles de rupture circulaire à l™aide du logiciel SVSlope pour les sols c-f. Les abaques sont des outils utiles qui permettent aux géotechniciens d™obtenir des estimés préliminaires de la probabilité de rupture sans se livrer à des simulations Monte Carlo.

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