The assessment of the overall probability of failure of hard-rock slopes using the First Order Reliability Method and the Hunting Equation Method

Charlie Harrison

In the proceedings of: GeoEdmonton 2018: 71st Canadian Geotechnical Conference; 13th joint with IAH-CNC

Session: Reliability Analysis for Geotechnical Design

ABSTRACT: The overall probability of failure of a hard-rock slope is assessed using a combination of the First Order Reliability Method (FORM) and the Hunting Equation Method. FORM is used to assess the probability for each potential failure mode, which considers the correlation of the variables (e.g. discontinuity friction angle and cohesion). The overall probability of failure of the rock slope is then assessed using the Hunting Equation Method by combining every poprobability of failure. The assessment outlined above is applied to a hard-rock slope that is not susceptible to rotational failure, which allows for the application of simple, closed form limit equilibrium methods for planar- and wedge-type failures in a spreadsheet. All the potential modes of failure for a slope, which could include multiple planar- and wedge -type failure mechanisms must be assessed individually. Consideration must also be given to multiple structural and geological domains within a slope, as the potential failure modes in each domain will need to be assessed and each domain may have a unique set of parameters that need to be assessed and correlated. The author provides an example assessment of a typical rock slope located in the Coastal and Cascade Mountains, where hard rock slopes are in abundance. The potential failure modes are assessed, including the correlation of the variables. The overall probability of failure is assessed in the absence of rock support.

RÉSUMÉ: La probabilité globale de rupture d'une pente de roche dure est évaluée en utilisant une combinaison de la méthode de fiabilité du premier ordre (FORM) et de la méthode Hunting Equations. FORM est utilisé pour évaluer la probabilité pour chaque mode de défaillance potentiel, qui prend en compte la corrélation des variables (par exemple, l'angle de frottement de discontinuité et la cohésion). La probabilité globale de défaillance de la pente de la roche est ensuite évaluée à l'aide de la méthode Hunting Equations en combinant la probabilité de défaillance de chaque mode de défaillance potentiel. L'évaluation décrite ci-dessus est appliquée à une pente de roche dure qui n'est pas susceptible de subir une défaillance rotationnelle, ce qui permet l'application de méthodes simples d'équilibre limite pour les défaillances de type plan et coin dans un tableur. Tous les modes de défaillance potentiels d'une pente, qui peuvent inclure plusieurs mécanismes de défaillance de type plan et coin, doivent être évalués individuellement. Il faut également tenir compte de multiples domaines structurels et géologiques dans une pente, car les modes de défaillance potentiels dans chaque domaine devront être évalués et chaque domaine pourra avoir un ensemble unique de paramètres qui devront être évalués et corrélés. L'auteur donne un exemple d'évaluation d'une pente rocheuse typique située dans les montagnes Coastal et Cascade, où les pentes rocheuses sont abondantes. Les modes de défaillance potentiels sont évalués, y compris la corrélation des variables. La probabilité globale de défaillance est évaluée en l'absence de support rocheux.

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