DEM study on soil arching effect between anti-slide piles

C Xu

In the proceedings of: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: FUNDAMENTALS - X Physical & Numerical Modelling

ABSTRACT: The Majiagou landslide in China is 537 m long with an average width of 180 m. The average thickness of the sliding mass is approximately 32 m and the volume is 3.1 million m3. The elevation of the landslide ranges from 135 to 280 m. The slope surface consists of alternating gentle and comparatively steep sections, with an average slope of 15°. The landslide is located in the reservoir area behind the Three Gorges Dam and the landslide toe is chronically impacted by fluctuations in reservoir water level between 139 and 175 m elevation. To stabilize this landslide, 17 large reinforced concrete piles were installed in a single row across the width of the landslide and into the stable bedrock below the slip surface. The piles have a rectangular cross-section (2 x 3 m) and were 18 to 22 m long. The piles were installed by digging a large vertical hole to the desired depth, installing steel reinforcing bars and then filling the hole with concrete. A small-scale physical model of a part of the Majiagou landslide was built to study the evolution of stresses near the reinforced concrete piles during progressive loading by the moving landslide. A discrete element numerical model was constructed to further study the soil arching process between the piles. The normal force acting on the loading wall and upstream face of the piles and the contact force chain illustrated the progressive development of a soil stress arch between and upslope of the piles. The horizontal stress distributions in the physical model test and the DEM simulation show a similar parabolic shape.

RÉSUMÉ: Le glissement de terrain Majiagou en Chine est de 537 m de long avec une largeur moyenne de 180 m. L'épaisseur moyenne de la masse de glissement est d'environ 32 m et le volume est de 3,1 millions de m3. L'élévation du glissement de terrain varie de 135 à 280 m. La surface de la pente consiste à alterner des sections douces et relativement abruptes, avec une pente moyenne de 15°. Le glissement de terrain est situé dans la zone du réservoir derrière le Three Gorges Dam et le pied des glissements de terrain est chroniquement affectée par les fluctuations du niveau d'eau du réservoir entre 139 et 175 m d'altitude. Pour stabiliser ce glissement de terrain, 17 grands pieux en béton armé ont été installés en une seule rangée sur toute la largeur du glissement de terrain et dans le roc stable en dessous de la surface de glissement. Les piles ont une section transversale rectangulaire (2 x 3 m) et ont de 18 à 22 m de long. Les piles ont été installées en creusant un grand trou vertical jusqu'à la profondeur voulue, l'installation des barres d'armature en acier et ensuite de remplir le trou avec du béton. Un modèle physique à petite échelle d'une partie du glissement de terrain Majiagou a été construit pour étudier l'évolution des contraintes près des pieux en béton armé pendant le chargement progressif par le glissement de terrain mobile. Un modèle numérique d'élément discret a été construit pour étudier davantage le processus de voûte du sol entre les piles. La force normale agissant sur la paroi de chargement et face amont des piles et de la chaîne de force de contact illustré le développement progressif d'un arc de stress du sol et en haut des piles. Les distributions de contraintes horizontales dans le test du modèle physique et la simulation de DEM montrent une forme parabolique similaire.

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Cite this article:
C Xu (2016) DEM study on soil arching effect between anti-slide piles in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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