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Rigid Finite Element Method for Upper Bound Limit Analysis of Soil Slopes Subjected to Pore Water Pressure / Chen, Jian in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°8 (Août 2004) 

Public ISBD [article]  in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 886-893 p. Titre : Rigid Finite Element Method for Upper Bound Limit Analysis of Soil Slopes Subjected to Pore Water Pressure Titre original : Méthode d'Elément Fini Rigide pour l'Analyse de Limite Supérieure des Pentes de Sol Soumises à la Pression d'Eau Interstitielle Type de document : texte imprimé Auteurs : Chen, Jian, Auteur ; Yin, Jian-Hua, Auteur ; Lee, C. F. ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique Article en page(s) : 886-893 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Slope  stability  Pore  water  pressure  Limit  analysis  Nonlinear  programming  Finite  element  method  Stabilité  de  pente  Pression  d'eau  interstitielle  Analyse  de  limite  Programmation  non-linéaire  Méthode  d'élément  fini Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The traditional approach for assessing the stability of slopes is using limit equilibrium methods. Recently, many efforts have been made to utilize limit analysis methods based on the upper bound and lower bound limit theorems in plasticity. In this paper, an upper bound limit analysis method using rigid finite elements is presented. Rigid finite elements are used to discretize the slope media. Kinematically admissible velocity discontinuities are permitted to occur at all interelement boundaries. The traditional definition of factor of safety is adopted in the present method so that the results from the limit analysis can be directly compared with those from methods of slices. The presence of water can be considered through work terms in the energy.work balance equation. To do this effectively, the pore water pressure is considered as an external force, similar to gravity and surface tractions. The proposed method formulates the slope stability problem as a nonlinear optimization problem with constraints based on the yield criterion, flow rule, boundary conditions, and the energy.work balance equation. The optimization problem is solved by a sequential quadratic algorithm. Two numerical examples are presented to illustrate the validation and potential applications of the present method. il approche traditionnelle pour évaluer la stabilité des pentes emploie des méthodes d'équilibre de limite. Récemment, beaucoup d'efforts ont été faits d'utiliser des méthodes d'analyse de limite basées sur la limite supérieure et les théorèmes de limite de limite inférieure dans la plasticité. En cet article, une méthode d'analyse de limite de limite supérieure employant les éléments finis rigides est présentée. Des éléments finis rigides sont employés discrétisent les médias de pente. Cinématiquement des discontinuités admissibles de vitesse sont autorisées pour se produire à toutes les frontières d'interelement. La définition traditionnelle du facteur de la sûreté est adoptée dans la méthode actuelle de sorte que les résultats de l'analyse de limite puissent être directement comparés à ceux des méthodes de tranches. La présence de l'eau peut être considérée par des limites de travail dans l'équation d'équilibre d'energie-work. Pour faire ceci efficacement, la pression d'eau interstitielle est considérée comme comme force externe, semblable aux tractions de pesanteur et de surface. La méthode proposée formule le problème de stabilité de pente comme problème non linéaire d'optimisation avec des contraintes basées sur le critère de rendement, règle d'écoulement, états de frontière, et énergie-work l'équation d'équilibre. Le problème d'optimisation est résolu par un algorithme quadratique séquentiel. Deux exemples numériques sont présentés pour illustrer les applications de validation et de potentiel de la méthode actuelle. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : cejhyin@polyu.edu.hk [article] Rigid Finite Element Method for Upper Bound Limit Analysis of Soil Slopes Subjected to Pore Water Pressure = Méthode d'Elément Fini Rigide pour l'Analyse de Limite Supérieure des Pentes de Sol Soumises à la Pression d'Eau Interstitielle [texte imprimé] / Chen, Jian, Auteur ; Yin, Jian-Hua, Auteur ; Lee, C. F. ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique . - 886-893 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°8 (Août 2004) . - 886-893 p. Mots-clés : Slope  stability  Pore  water  pressure  Limit  analysis  Nonlinear  programming  Finite  element  method  Stabilité  de  pente  Pression  d'eau  interstitielle  Analyse  de  limite  Programmation  non-linéaire  Méthode  d'élément  fini Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : The traditional approach for assessing the stability of slopes is using limit equilibrium methods. Recently, many efforts have been made to utilize limit analysis methods based on the upper bound and lower bound limit theorems in plasticity. In this paper, an upper bound limit analysis method using rigid finite elements is presented. Rigid finite elements are used to discretize the slope media. Kinematically admissible velocity discontinuities are permitted to occur at all interelement boundaries. The traditional definition of factor of safety is adopted in the present method so that the results from the limit analysis can be directly compared with those from methods of slices. The presence of water can be considered through work terms in the energy.work balance equation. To do this effectively, the pore water pressure is considered as an external force, similar to gravity and surface tractions. The proposed method formulates the slope stability problem as a nonlinear optimization problem with constraints based on the yield criterion, flow rule, boundary conditions, and the energy.work balance equation. The optimization problem is solved by a sequential quadratic algorithm. Two numerical examples are presented to illustrate the validation and potential applications of the present method. il approche traditionnelle pour évaluer la stabilité des pentes emploie des méthodes d'équilibre de limite. Récemment, beaucoup d'efforts ont été faits d'utiliser des méthodes d'analyse de limite basées sur la limite supérieure et les théorèmes de limite de limite inférieure dans la plasticité. En cet article, une méthode d'analyse de limite de limite supérieure employant les éléments finis rigides est présentée. Des éléments finis rigides sont employés discrétisent les médias de pente. Cinématiquement des discontinuités admissibles de vitesse sont autorisées pour se produire à toutes les frontières d'interelement. La définition traditionnelle du facteur de la sûreté est adoptée dans la méthode actuelle de sorte que les résultats de l'analyse de limite puissent être directement comparés à ceux des méthodes de tranches. La présence de l'eau peut être considérée par des limites de travail dans l'équation d'équilibre d'energie-work. Pour faire ceci efficacement, la pression d'eau interstitielle est considérée comme comme force externe, semblable aux tractions de pesanteur et de surface. La méthode proposée formule le problème de stabilité de pente comme problème non linéaire d'optimisation avec des contraintes basées sur le critère de rendement, règle d'écoulement, états de frontière, et énergie-work l'équation d'équilibre. Le problème d'optimisation est résolu par un algorithme quadratique séquentiel. Deux exemples numériques sont présentés pour illustrer les applications de validation et de potentiel de la méthode actuelle. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : cejhyin@polyu.edu.hk