SOME FACTORS AFFECTING RETROGRESSIVE FAILURE OF SENSITIVE CLAY SLOPES USING LARGE DEFORMATION FINITE ELEMENT MODELING

Chen Wang, Biswajit Saha, Bipul Hawlader

In the proceedings of: GeoQuébec 2015: 68th Canadian Geotechnical Conference & 7th Canadian Permafrost Conference

Session: Landslides and Slope Stability IV / Mouvements de terrain et stabilité des pentes IV

ABSTRACT: Many landslides in sensitive clay slopes near the riverbank in Eastern Canada and Scandinavia have been reported in the literature. Some of them extended over a large horizontal distance from the river bank. Traditional limit equilibrium methods cannot explain such failure because the failure surfaces develop progressively. Finite element (FE) modeling of such failure is also very challenging because significant strain localization occurs along the failure plane (shear band) that results in unacceptable mesh distortion. Moreover, the failed soil mass might displace a very large distance. The process of failure of sensitive clay slopes due to toe erosion is simulated using a large deformation FE modeling technique. Post-peak degradation of undrained shear strength and its effects on progressive failure surface development are examined. The effects of some factors, such as the amount of toe erosion, initial stress conditions (K0 ) and height of the slope, are investigated. It is shown that these factors could change the failure patterns of sensitive clay slopes near the river bank.

RÉSUMÉ: De nombreux glissements de terrain survenus dans des zones d™argiles sensibles situées à proximité de rives de cours d™eau dans l™Est du Canada et la Scandinavie ont été rapportés dans la littérature. Certains d'entre eux s™étendent sur une grande distance horizontale à partir de la berge. Les méthodes traditionnelles d'équilibre limite ne peuvent pas expliquer de telles ruptures, parce que leurs surfaces se développent progressivement. La modélisation par éléments finis (EF) de ce type de rupture est également très difficile, parce que des zones de déformations importantes se produisent le long du plan de rupture (bande de cisaillement) ce qui entraîne une distorsion inacceptable du maillage. En outre, la masse de sol en rupture se déplace sur une distance importante. Le processus de rupture des pentes dans des argiles sensibles amorcé par de l™érosion en pied de talus est modélisé à l'aide d'une technique de modélisation EF permettant de grandes déformations. La dégradation post-pic de la résistance au cisaillement non drainée et ses effets sur le développement progressif de la surface de rupture sont examinés. Les effets de certains facteurs, comme l™importance de l™érosion en pied de talus, les conditions de contraintes initiales (K0), ainsi que l™importance de la pente sont examinés. Il est démontré que ces facteurs peuvent changer les modes de rupture en zones d™argiles sensibles situées à proximité des berges de cours d™eau.

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Cite this article:
Chen Wang; Biswajit Saha; Bipul Hawlader (2015) SOME FACTORS AFFECTING RETROGRESSIVE FAILURE OF SENSITIVE CLAY SLOPES USING LARGE DEFORMATION FINITE ELEMENT MODELING in GEO2015. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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