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Auteur Kaliakin, Victor N
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Affiner la rechercheIdentification and Modeling of Permanent Deformations of Asphalt Concrete / Bahuguna, Saurabh in Journal of engineering mechanics, Vol. 132 N°3 (Mars 2006)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 231-239 p.
Titre : Identification and Modeling of Permanent Deformations of Asphalt Concrete Titre original : Identification et Modeler des Déformations Permanentes de Béton d'Asphalte Type de document : texte imprimé Auteurs : Bahuguna, Saurabh, Auteur ; Vassilis P. Panoskaltsis, Auteur ; Papoulia, Katerina D ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique Article en page(s) : 231-239 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Déformation Models Spherical shells Repeated loads Modèles Coquilles sphériques Charges répétées Index. décimale : 621.34 Résumé : The Accumulation of permanent deformations in asphalt concrete under repeated loading is studied in detail; and a new, multi dimensional nonlinear hyperelastic nonassociative plastic model is proposed. The Equations describing the model are solved by using a predictor corrector algorithm. The Results of the model are compared with actual experimental data, and the comparison is very favorable. A remarkable result is that the model parameters obtained from experiments at one stress level correctly predict experimental results at another stress level.
L'accumulation des déformations permanentes en béton d'asphalte sous le chargement répété est étudiée en détail ; et on propose un nouveau, multi dimensionnel modèle en plastique nonassociative hyperelastic non-linéaire. Les équations décrivant le modèle sont résolues en employant un algorithme de correcteur de prédiseur. Les résultats du modèle sont comparés aux données expérimentales réelles, et la comparaison est très favorable. Un résultat remarquable est que les paramètres modèles obtenus à partir des expériences à un effort de niveau prévoient correctement des résultats expérimentaux à un autre niveau d'effort.
En ligne : vpp@nestor.cwru.edu [article] Identification and Modeling of Permanent Deformations of Asphalt Concrete = Identification et Modeler des Déformations Permanentes de Béton d'Asphalte [texte imprimé] / Bahuguna, Saurabh, Auteur ; Vassilis P. Panoskaltsis, Auteur ; Papoulia, Katerina D ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique . - 231-239 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 132 N°3 (Mars 2006) . - 231-239 p.
Mots-clés : Déformation Models Spherical shells Repeated loads Modèles Coquilles sphériques Charges répétées Index. décimale : 621.34 Résumé : The Accumulation of permanent deformations in asphalt concrete under repeated loading is studied in detail; and a new, multi dimensional nonlinear hyperelastic nonassociative plastic model is proposed. The Equations describing the model are solved by using a predictor corrector algorithm. The Results of the model are compared with actual experimental data, and the comparison is very favorable. A remarkable result is that the model parameters obtained from experiments at one stress level correctly predict experimental results at another stress level.
L'accumulation des déformations permanentes en béton d'asphalte sous le chargement répété est étudiée en détail ; et on propose un nouveau, multi dimensionnel modèle en plastique nonassociative hyperelastic non-linéaire. Les équations décrivant le modèle sont résolues en employant un algorithme de correcteur de prédiseur. Les résultats du modèle sont comparés aux données expérimentales réelles, et la comparaison est très favorable. Un résultat remarquable est que les paramètres modèles obtenus à partir des expériences à un effort de niveau prévoient correctement des résultats expérimentaux à un autre niveau d'effort.
En ligne : vpp@nestor.cwru.edu
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°2 (Fevrier 2004) . - 170-179 p.
Titre : Indentation of a Free-Falling Sharp Penetrometer into a Poroelastic Seabed Titre original : Impression d'un Pénétromètre Pointu en Chute Libre dans un Fond Marin Poro-Elastique Type de document : texte imprimé Auteurs : Lee, Dae Sung, Auteur ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique ; Elsworth, Derek, Auteur Article en page(s) : 170-179 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Permeability Pore pressure Penetrometers Poro-elasticity Marine clays Perméabilité Pression de pore Pénétromètres Poro-élasticité Argiles marins Index. décimale : 621.34 Résumé : A solution is developed for the buildup, steady, and postarrest dissipative pore fluid pressure fields that develop around a conical penetrometer that self-embeds from free-fall into the seabed. Arrest from free-fall considers deceleration under undrained conditions in a purely cohesive soil, with constant shear strength with depth. The resulting decelerating velocity field is controlled by soil strength, bearing capacity factors, and inertial components. At low impact velocities the embedment process is controlled by soil strength, and at high velocities by inertia. With the deceleration defined, the solution for a point normal dislocation migrating in a poroelastic medium is extended to incorporate the influence of a tapered tip. Dynamic steady pressures, PD, develop relative to the penetrating tip geometry with their distribution conditioned by the nondimensional penetration rate, UD, incorporating impacting penetration rate, consolidation coefficient, and penetrometer radius, and the nondimensional strength, ND, additionally incorporating undrained shear strength of the sediment. Pore pressures may develop to a steady peak magnitude at the penetrometer tip, and drop as PD = 1/xD with distance xD behind the tip and along the shaft. Induced pore pressures are singular in the zone of tip taper for the assumed zero radius of the penetrometer, negating the direct evaluation of permeability magnitudes from pressures recorded on the cone face. However, peak induced pressure magnitudes may be correlated with sediment permeabilities, postarrest dissipation rates may be correlated with consolidation coefficients, and depths of penetration may be correlated with shear strengths. The magnitudes of fluid pressures evaluated on the shaft may be correlated with sharp penetrometer data (reported by Urgeles et al. in 2000) to independently evaluate magnitudes of strength and transport parameters.
Une solution est développée pour les champs dispersifs d'habillage, réguliers, et postarrest de pore du liquide de pression qui se développent autour d'un pénétromètre conique que l'art de l'auto-portrait enfonce de la chute libre dans le fond de la mer. L'arrestation de la chute libre considère la décélération undrained dessous des conditions dans un sol purement cohérent, avec la résistance au cisaillement constante avec la profondeur. Le champ de ralentissement résultant de vitesse est commandé par force de sol, facteurs de portance, et composants à inertie. À de basses vitesses d'impact le processus d'embedment est commandé par force de sol, et aux vitesses élevées par l'inertie. La décélération étant défini, la solution pour une dislocation normale de point émigrant dans un milieu poroelastic est prolongée pour incorporer l'influence d'un bout conique. Les pressions régulières dynamiques, palladium, se développent relativement à la géométrie pénétrante de bout avec leur distribution conditionnée par le taux de pénétration de nondimensional, l'UD, le taux de pénétration effectuant d'incorporation, le coefficient de consolidation, et le rayon de pénétromètre, et la force de nondimensional, ND, incorporant en plus undrained la résistance au cisaillement du sédiment. Les pressions de pore peuvent se développer à une grandeur maximale régulière au bout de pénétromètre, et se laissent tomber en tant que palladium = 1/xD avec le xD de distance derrière le bout et le long de l'axe. Les pressions induites de pore sont singulières dans la zone du cône de bout pour le rayon zéro assumé du pénétromètre, niant l'évaluation directe des grandeurs de perméabilité des pressions enregistrées sur le visage de cône. Cependant, des grandeurs induites maximales de pression peuvent être corrélées avec des permeabilities de sédiment, les taux de dissipation postarrest peuvent être corrélés avec des coefficients de consolidation, et des profondeurs de la pénétration peuvent être corrélées avec des résistances au cisaillement. Les importances de pressions du liquide évaluées sur l'axe peuvent être corrélées avec des données pointues de pénétromètre (rapportées par Urgeles et autres en 2000) pour évaluer indépendamment des importances de force et pour transporter des paramètres.
[article] Indentation of a Free-Falling Sharp Penetrometer into a Poroelastic Seabed = Impression d'un Pénétromètre Pointu en Chute Libre dans un Fond Marin Poro-Elastique [texte imprimé] / Lee, Dae Sung, Auteur ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique ; Elsworth, Derek, Auteur . - 170-179 p.
Génie Mécanique
Langues : Anglais (eng)
in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°2 (Fevrier 2004) . - 170-179 p.
Mots-clés : Permeability Pore pressure Penetrometers Poro-elasticity Marine clays Perméabilité Pression de pore Pénétromètres Poro-élasticité Argiles marins Index. décimale : 621.34 Résumé : A solution is developed for the buildup, steady, and postarrest dissipative pore fluid pressure fields that develop around a conical penetrometer that self-embeds from free-fall into the seabed. Arrest from free-fall considers deceleration under undrained conditions in a purely cohesive soil, with constant shear strength with depth. The resulting decelerating velocity field is controlled by soil strength, bearing capacity factors, and inertial components. At low impact velocities the embedment process is controlled by soil strength, and at high velocities by inertia. With the deceleration defined, the solution for a point normal dislocation migrating in a poroelastic medium is extended to incorporate the influence of a tapered tip. Dynamic steady pressures, PD, develop relative to the penetrating tip geometry with their distribution conditioned by the nondimensional penetration rate, UD, incorporating impacting penetration rate, consolidation coefficient, and penetrometer radius, and the nondimensional strength, ND, additionally incorporating undrained shear strength of the sediment. Pore pressures may develop to a steady peak magnitude at the penetrometer tip, and drop as PD = 1/xD with distance xD behind the tip and along the shaft. Induced pore pressures are singular in the zone of tip taper for the assumed zero radius of the penetrometer, negating the direct evaluation of permeability magnitudes from pressures recorded on the cone face. However, peak induced pressure magnitudes may be correlated with sediment permeabilities, postarrest dissipation rates may be correlated with consolidation coefficients, and depths of penetration may be correlated with shear strengths. The magnitudes of fluid pressures evaluated on the shaft may be correlated with sharp penetrometer data (reported by Urgeles et al. in 2000) to independently evaluate magnitudes of strength and transport parameters.
Une solution est développée pour les champs dispersifs d'habillage, réguliers, et postarrest de pore du liquide de pression qui se développent autour d'un pénétromètre conique que l'art de l'auto-portrait enfonce de la chute libre dans le fond de la mer. L'arrestation de la chute libre considère la décélération undrained dessous des conditions dans un sol purement cohérent, avec la résistance au cisaillement constante avec la profondeur. Le champ de ralentissement résultant de vitesse est commandé par force de sol, facteurs de portance, et composants à inertie. À de basses vitesses d'impact le processus d'embedment est commandé par force de sol, et aux vitesses élevées par l'inertie. La décélération étant défini, la solution pour une dislocation normale de point émigrant dans un milieu poroelastic est prolongée pour incorporer l'influence d'un bout conique. Les pressions régulières dynamiques, palladium, se développent relativement à la géométrie pénétrante de bout avec leur distribution conditionnée par le taux de pénétration de nondimensional, l'UD, le taux de pénétration effectuant d'incorporation, le coefficient de consolidation, et le rayon de pénétromètre, et la force de nondimensional, ND, incorporant en plus undrained la résistance au cisaillement du sédiment. Les pressions de pore peuvent se développer à une grandeur maximale régulière au bout de pénétromètre, et se laissent tomber en tant que palladium = 1/xD avec le xD de distance derrière le bout et le long de l'axe. Les pressions induites de pore sont singulières dans la zone du cône de bout pour le rayon zéro assumé du pénétromètre, niant l'évaluation directe des grandeurs de perméabilité des pressions enregistrées sur le visage de cône. Cependant, des grandeurs induites maximales de pression peuvent être corrélées avec des permeabilities de sédiment, les taux de dissipation postarrest peuvent être corrélés avec des coefficients de consolidation, et des profondeurs de la pénétration peuvent être corrélées avec des résistances au cisaillement. Les importances de pressions du liquide évaluées sur l'axe peuvent être corrélées avec des données pointues de pénétromètre (rapportées par Urgeles et autres en 2000) pour évaluer indépendamment des importances de force et pour transporter des paramètres.
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
in Journal 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 ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique Article en page(s) : 267-273 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Slope stability Soils Limit analysis Nonlinear analysis Optimization Failures Stabilité de pente Sols Analyse de limite Analyse 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 ; Kaliakin, Victor N, Editeur scientifique . - 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 analysis Optimization Failures Stabilité de pente Sols Analyse de limite Analyse 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
