Optimal profile for concave slopes under static and seismic conditions: Fid-Bau Portal

Optimal profile for concave slopes under static and seismic conditions

Vahedifard, Farshid

Cette étude présente une méthodologie pour déterminer la stabilité et le profil optimal de pentes avec une coupe transversale concave dans des conditions statiques et sismiques. Les profils concaves sont observés dans quelques pentes naturelles, ce qui suggère que cette géométrie est une configuration plus stable. Dans cette étude, le profil d’une pente concave a été idéalisé par un arc circulaire défini par une variable unique, le décalage à mi-corde (MCO-mid-chord offset). La formulation de profil concave proposée a été incorporée dans une méthode de stabilité de pente logarithmique spiroïdale basée sur l’équilibre de limite. Des diagrammes de stabilité sont présentés pour montrer le nombre de stabilités, le MCO et la mode de défaillance sur les pentes homogènes correspondantes à la configuration la plus stable dans des conditions statiques et pseudo-statiques. Il est démontré que les profils concaves peuvent améliorer considérablement la stabilité des pentes. Dans des conditions sismiques, l’impact de la concavité est plus prononcé. Un bon accord a été démontré lors de la comparaison des résultats de la méthode proposée contre ceux qui découlent d’une analyse de limite supérieure. La méthodologie proposée, ainsi que les avances récentes en technologie de construction, peut être employée pour utiliser les profils concaves dans les tranchées, les fouilles de mines à ciel ouvert, les systèmes de rétention de sol, et dans les pistes de sol naturellement cimentées et stabilisées. Les résultats présentés offrent un outil utile pour l’évaluation préliminaire pour l’adoption de tels profils concaves dans la pratique. [Traduit par la Rédaction]

This study presents a methodology to determine the stability and optimal profile for slopes with concave cross section under static and seismic conditions. Concave profiles are observed in some natural slopes suggesting that such geometry is a more stable configuration. In this study, the profile of a concave slope was idealized by a circular arc defined by a single variable, the mid-chord offset (MCO). The proposed concave profile formulation was incorporated into a limit equilibrium–based log spiral slope stability method. Stability charts are presented to show the stability number, MCO, and mode of failure for homogeneous slopes corresponding to the most stable configuration under static and pseudostatic conditions. It is shown that concave profiles can significantly improve the stability of slopes. Under seismic conditions, the impact of concavity is most pronounced. Good agreement was demonstrated upon comparison of the results from the proposed method against those attended from a rigorous upper bound limit analysis. The proposed methodology, along with recent advances in construction technology, can be employed to use concave profiles in trenches, open mine excavations, earth retaining systems, and naturally cemented and stabilized soil slopes. The results presented provide a useful tool for preliminary evaluation for adopting such concave profiles in practice.