Slope Stability Analysis using a Large Deformation Finite Element Modeling Technique

Biswajit Saha, Bipul Hawlader, Rajib Dey, Rodney McAffee

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Landslides and Geohazards

ABSTRACT: The limit equilibrium (LE) methods are generally used by geotechnical engineers for stability analysis of slopes. It is also widely accepted that the finite element (FE) methods provide more accurate and refined solutions than the LE methods. Significantly large deformation occurs around the failure plane if the slope is brought to the verge of global failure. Large deformation FE analyses are performed in this study. The shear strength reduction technique is used to bring the slope to the state of failure. Analyses are performed for undrained condition. Based on FE simulation, the formation of shear bands and their propagation leading to failure are presented. It is shown that the shear strength does not mobilize at the same time along the entire length of the potential failure plane during its formation. Depending upon the undrained shear strength of the layered soil, other shear zones might develop in addition to the failure plane through which global failure occurs.

RÉSUMÉ: La limite d'équilibre (LE) méthodes sont largement utilisées par les ingénieurs géotechniques pour l'analyse de la stabilité des pentes. Il est également largement admis que l'élément fini (FE) des méthodes de fournir des solutions plus précises et plus raffinés que les méthodes LE. Significativement grande déformation se produit dans le plan de rupture si la pente est amené au bord de l'échec global. Analyses grande déformation FE sont effectuées dans cette étude. La technique de réduction de la résistance au cisaillement est utilisée pour amener la pente de l'état de défaillance. Les analyses sont effectuées pour connaître l'état non drainé. Sur la base de la simulation FE, la formation de bandes de cisaillement et leur propagation conduisant à une défaillance sont présentés. Il est montré que la résistance au cisaillement ne mobilise pas en même temps sur toute la longueur du plan de rupture potentielle lors de sa formation. En fonction de la résistance au cisaillement non drainée de sol stratifié, une autre des zones de cisaillement peuvent être développées en plus du plan de rupture à travers laquelle se produit l'échec global.

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