[article] 
inJournal of engineering mechanics > Vol. 130 N°3 (Mars 2004) . - 267-273 p.

Titre :	Slope Stability Analysis with Nonlinear Failure Criterion
Titre original :	Analyse de Stabilité de Pente avec le Critère Non-Linéaire d'Echec
Type de document :	texte imprimé
Auteurs :	Yang, Xiao-Li, Auteur ; Yin, Jian-Hua, Auteur ; Victor N. Kaliakin, Éditeur scientifique
Année de publication :	2006
Article en page(s) :	267-273 p.
Note générale :	Génie Mécanique
Langues :	Anglais (eng)
Mots-clés :	Slope stability Soils Limit analysis Nonlinear Optimization Failures Stabilité de pente Sols Analyse limite non-linéaire Optimisation Echecs
Index. décimale :	621.34/624
Résumé :	A linear failure criterion is widely used in slope stability analyses. However, the strength envelope of almost all geomaterials has the nature of nonlinearity. This paper computes rigorous upper bounds on slope stability factors under the condition of plane strain with a nonlinear yield criterion by employing the upper bound theorem of plasticity. A stability factor (or a limit load) computed using a linear Mohr-Coulomb (MC) failure criterion which circumscribes the actual nonlinear failure criterion is an upper bound value of the actual stability factor (or limit load). In this paper, an improved method using a "generalized tangential" technique to approximate a nonlinear failure criterion is proposed to estimate the stability factor of a slope on the basis of the upper bound theorem of plasticity. Using the “generalized tangential” technique, the curve of the nonlinear failure criterion is simplified as a set of straight lines according to the linear MC failure criterion. The straight line is tangential to the curve of the nonlinear failure criterion. The set of straight lines of the linear MC failure criterion is employed to formulate the slope stability problem as a classical optimization problem. The objective function formulated in this way is minimized with respect to the location of sliding body center and the location of tangency point. Two typical slope stability problems (a homogeneous soil slope with two slope angles and a vertical cut slope with a tension crack) are analyzed using the proposed method. For the soil slope with two slope angles, the computed results are compared with published solutions by others. The comparison shows that the proposed method gives reasonable and consistent values of the stability factor of the slope. For the vertical cut slope with a tension crack, a statically admissible stress field is constructed for the slope. The stress field does not violate the nonlinear failure criterion. Lower bound solutions are obtained by satisfying stress equilibrium conditions. The upper bound solutions obtained from the proposed method are equal to the lower bound solutions for the vertical cut slope. The agreement further supports the validation of the proposed approach. The influences of the strength parameters in the nonlinear criterion on the stability of slopes are also studied and discussed in this paper. Un critère linéaire d'échec est largement répandu dans des analyses de stabilité de pente. Cependant, l'enveloppe de force de presque tous les géomaterials a la nature des non-linéarités. Cet article calcule les limites supérieures rigoureuses sur des facteurs de stabilité de pente dans l'état de la contrainte plate avec un critère non-linéaire de rendement en utilisant le théorème de limite supérieure de la plasticité. Un facteur de stabilité (ou une charge de limite) a calculé en utilisant Mohr linéaire que le critère d'échec de coulomb (MC) que le circum trace le critère non linéaire réel d'échec est une valeur de limite supérieure du facteur réel de stabilité (ou de charge de limite). En cet article, on propose une méthode améliorée en utilisant "une technique tangentielle" généralisée pour rapprocher un critère non-linéaire d'échec pour estimer le facteur de stabilité d'une pente sur la base du théorème de limite supérieure de la plasticité. En utilisant "la technique tangentielle" généralisée, la courbe du critère non linéaire d'échec est simplifiée comme ensemble de lignes droites s'accordant au critère linéaire d'échec de MC. La ligne droite est tangentielle à la courbe du critère non linéaire d'échec. L'ensemble de lignes droites du critère linéaire d'échec de MC est utilisé pour formuler le problème de stabilité de pente comme problème classique d'optimisation. La fonction objective formulée de cette façon est réduite au minimum en ce qui concerne l'endroit de glisser le centre de corps et l'endroit du point de tangence. Deux problèmes typiques de stabilité de pente (une pente homogène de sol avec deux angles de pente et une pente verticale de coupe avec une fente de tension) sont analysés en utilisant la méthode proposée. Pour la pente de sol avec deux angles de pente, les résultats calculés sont comparés aux solutions éditées par d'autres. La comparaison prouve que la méthode proposée donne à valeurs raisonnables et conformées du facteur de stabilité de la pente. Pour la pente verticale de coupe avec une fente de tension, un champ de contrainte statiquement admissible est construit pour la pente. Le champ de contrainte ne viole pas le critère non-linéaire d'échec. Des solutions de limite inférieure sont obtenues en satisfaisant des conditions d'équilibre d'effort. Les solutions de limite supérieure obtenues à partir de la méthode proposée sont égales aux solutions de limite inférieure pour la pente verticale de coupe. L'accord autre soutient la validation de l'approche proposée. Les influences des paramètres de force dans le critère non-linéaire sur la stabilité des pentes sont également étudiées et discutées en cet article.
En ligne :	yangxl@csu.edu.cn, cejhyin@polyu.edu.hk

[article] Slope Stability Analysis with Nonlinear Failure Criterion = Analyse de Stabilité de Pente avec le Critère Non-Linéaire d'Echec [texte imprimé] / Yang, Xiao-Li, Auteur ; Yin, Jian-Hua, Auteur ; Victor N. Kaliakin, Éditeur scientifique . - 2006 . - 267-273 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°3 (Mars 2004) . - 267-273 p.

Mots-clés :	Slope stability Soils Limit analysis Nonlinear Optimization Failures Stabilité de pente Sols Analyse limite non-linéaire Optimisation Echecs
Index. décimale :	621.34/624
Résumé :	A linear failure criterion is widely used in slope stability analyses. However, the strength envelope of almost all geomaterials has the nature of nonlinearity. This paper computes rigorous upper bounds on slope stability factors under the condition of plane strain with a nonlinear yield criterion by employing the upper bound theorem of plasticity. A stability factor (or a limit load) computed using a linear Mohr-Coulomb (MC) failure criterion which circumscribes the actual nonlinear failure criterion is an upper bound value of the actual stability factor (or limit load). In this paper, an improved method using a "generalized tangential" technique to approximate a nonlinear failure criterion is proposed to estimate the stability factor of a slope on the basis of the upper bound theorem of plasticity. Using the “generalized tangential” technique, the curve of the nonlinear failure criterion is simplified as a set of straight lines according to the linear MC failure criterion. The straight line is tangential to the curve of the nonlinear failure criterion. The set of straight lines of the linear MC failure criterion is employed to formulate the slope stability problem as a classical optimization problem. The objective function formulated in this way is minimized with respect to the location of sliding body center and the location of tangency point. Two typical slope stability problems (a homogeneous soil slope with two slope angles and a vertical cut slope with a tension crack) are analyzed using the proposed method. For the soil slope with two slope angles, the computed results are compared with published solutions by others. The comparison shows that the proposed method gives reasonable and consistent values of the stability factor of the slope. For the vertical cut slope with a tension crack, a statically admissible stress field is constructed for the slope. The stress field does not violate the nonlinear failure criterion. Lower bound solutions are obtained by satisfying stress equilibrium conditions. The upper bound solutions obtained from the proposed method are equal to the lower bound solutions for the vertical cut slope. The agreement further supports the validation of the proposed approach. The influences of the strength parameters in the nonlinear criterion on the stability of slopes are also studied and discussed in this paper. Un critère linéaire d'échec est largement répandu dans des analyses de stabilité de pente. Cependant, l'enveloppe de force de presque tous les géomaterials a la nature des non-linéarités. Cet article calcule les limites supérieures rigoureuses sur des facteurs de stabilité de pente dans l'état de la contrainte plate avec un critère non-linéaire de rendement en utilisant le théorème de limite supérieure de la plasticité. Un facteur de stabilité (ou une charge de limite) a calculé en utilisant Mohr linéaire que le critère d'échec de coulomb (MC) que le circum trace le critère non linéaire réel d'échec est une valeur de limite supérieure du facteur réel de stabilité (ou de charge de limite). En cet article, on propose une méthode améliorée en utilisant "une technique tangentielle" généralisée pour rapprocher un critère non-linéaire d'échec pour estimer le facteur de stabilité d'une pente sur la base du théorème de limite supérieure de la plasticité. En utilisant "la technique tangentielle" généralisée, la courbe du critère non linéaire d'échec est simplifiée comme ensemble de lignes droites s'accordant au critère linéaire d'échec de MC. La ligne droite est tangentielle à la courbe du critère non linéaire d'échec. L'ensemble de lignes droites du critère linéaire d'échec de MC est utilisé pour formuler le problème de stabilité de pente comme problème classique d'optimisation. La fonction objective formulée de cette façon est réduite au minimum en ce qui concerne l'endroit de glisser le centre de corps et l'endroit du point de tangence. Deux problèmes typiques de stabilité de pente (une pente homogène de sol avec deux angles de pente et une pente verticale de coupe avec une fente de tension) sont analysés en utilisant la méthode proposée. Pour la pente de sol avec deux angles de pente, les résultats calculés sont comparés aux solutions éditées par d'autres. La comparaison prouve que la méthode proposée donne à valeurs raisonnables et conformées du facteur de stabilité de la pente. Pour la pente verticale de coupe avec une fente de tension, un champ de contrainte statiquement admissible est construit pour la pente. Le champ de contrainte ne viole pas le critère non-linéaire d'échec. Des solutions de limite inférieure sont obtenues en satisfaisant des conditions d'équilibre d'effort. Les solutions de limite supérieure obtenues à partir de la méthode proposée sont égales aux solutions de limite inférieure pour la pente verticale de coupe. L'accord autre soutient la validation de l'approche proposée. Les influences des paramètres de force dans le critère non-linéaire sur la stabilité des pentes sont également étudiées et discutées en cet article.
En ligne :	yangxl@csu.edu.cn, cejhyin@polyu.edu.hk