Stability analysis of two-dimensional excavated slopes considering strength anisotropy

摘要

Using the finite element method, a cohesive horizontal ground is sequentially excavated until the stress state along a potential slip surface of the excavated slope reaches the critical state. Mobilized friction angle and stress ratio contours in the slope generated by the finite element solution are examined to quantify the part of the slip surface that undergoes extension resulting in anisotropic conditions. The effects of factors such as excavation depths, drainage boundary conditions, slope angles, and initial stress conditions on slope stability are investigated. It is shown that excavated slopes display anisotropic behavior and that the consideration of strength anisotropy in slope stability analysis is essential. For the example considered, it was found that the extent of the extension zone of the slip surface increases as the slope angle decreases and that this relationship is linear.Key words: slope stability, strength anisotropy, finite element method, limiting equilibrium.Au moyen de la méthode d'éléments finis, un terrain cohérent horizontal est excavé de façon séquentielle jusqu'à ce que l'état des contraintes le long d'une surface potentielle de rupture du talus excavé atteigne l'état critique. On examine les contours du rapport des contraintes et de l'angle de frottement mobilisé pour quantifier la partie de la surface de glissement qui est soumise à une extension ce qui résulte en des conditions anisotropes. On étudie l'effet sur la stabilité du talus de facteurs tels que la profondeur de l'excavation, la condition de drainage aux frontières, l'angle de la pente, et les conditions de contraintes initiales. On montre que les talus excavés exhibe un comportement anisotrope et qu'il est essentiel de considérer l'anisotropie de résistance dans l'analyse de stabilité. Dans l'exemple considéré, on a trouvé que l'étendue de la zone d'extension de la surface de glissement croît avec la diminution de l'angle de la pente et que la relation est linéaire.Mots clés : analyse de stabilité, anisotropie de résistance, méthode d'éléments finis, équilibre limite.[Traduit par la Rédaction]