A novel displacement-based rigorous limit equilibrium method for three-dimensional landslide stability analysis: Fid-Bau Portal

A novel displacement-based rigorous limit equilibrium method for three-dimensional landslide stability analysis

Cheng, Hao

Conventional stability analysis of landslides is investigated using the factor of safety of the entire sliding body, which provides no information concerning displacements of the analyzed landslides. In this paper, a novel displacement-based rigorous limit equilibrium method is proposed to investigate the displacements and stabilities of three-dimensional landslides. The relationship between the shear stresses acting on the base of the columns and the shear displacements is established based on the hyperbolic soil model, which can be directly obtained from direct shear tests. According to the displacement compatibility among the columns, the shear displacements of all columns can be determined by the vertical and horizontal displacements at a key point. Combining the six equilibrium conditions of the discretized columns with the nonlinear constitutive relation between stress and displacement of soils, the vertical displacement at the key point can be determined. By introducing the strength reduction technique into the displacement-based rigorous limit equilibrium method, the relationship between the reduction factor and the vertical displacement can be obtained. The displacement and the safety factor of three-dimensional landslides can be defined. Moreover, two cases are given to verify the robustness and precision of the present method in detail.

Habituellement, l’analyse de stabilité des glissements des terrains est effectuée à l’aide du facteur de sécurité de l’ensemble de la masse glissante, mais elle ne fournit aucune donnée sur les mouvements liés aux glissements de terrain étudiés. Dans le présent article, on propose une nouvelle méthode rigoureuse de l’équilibre limite basée sur les mouvements, qui permet d’analyser dans les trois dimensions des mouvements associés aux glissements de terrain et la stabilité de ces derniers. Une relation entre les contraintes de cisaillement s’exerçant sur la base des colonnes de la masse glissante et les mouvements de cisaillement est établie à partir du modèle de sol hyperbolique, dont les paramètres peuvent être directement obtenus à partir des essais de cisaillement direct. Selon la compatibilité des mouvements dans les colonnes, les mouvements de cisaillement de l’ensemble des colonnes peuvent être évalués à partir des mouvements verticaux et horizontaux en un point déterminant. En combinant les six conditions d’équilibre des colonnes discrétisées avec la relation constitutive non linéaire entre les contraintes et les mouvements du sol, il est possible d’évaluer le mouvement vertical en un point déterminant. En incorporant le concept de technique de réduction de la résistance dans la méthode rigoureuse de l’équilibre limite basée sur les mouvements, on peut déterminer la relation entre le facteur de réduction et le mouvement vertical. Par ailleurs, on peut également déterminer dans les trois dimensions les mouvements et le facteur de sécurité associés à des glissements de terrain. De plus, deux exemples sont fournis afin de vérifier de manière approfondie la fiabilité et la précision de la méthode décrite dans le présent article. [Traduit par la Rédaction]