The influence of water runoff pressure on the stability of natural and engineering slopes

• Autorzy: Łupieżowiec Marian

Identyfikatory

DOI

10.15199/33.2024.08.06

Warianty tytułu

PL

Wpływ ciśnienia spływowego wody na stateczność skarp i zboczy

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

A very common reason for the loss of stability of slopes is water pressure resulting from weather conditions or changes in water filtration in the ground. The force resulting from these pressures is usually one of the main factors initiating the loss of stability. Stability is also influenced by changes in the water level in the slope after heavy rains. Stability taking into account the impact of water can be simulated using the finite element method using the c – φ reduction method.

PL

Bardzo częstym powodem utraty stateczności skarp i zboczy jest ciśnienie wody pojawiające się wskutek warunków atmosferycznych lub zmiany filtracji wody w podłożu. Siła będąca skutkiem tego ciśnienia przeważnie stanowi jeden z głównych czynników inicjujących utratę stateczności, na którą ma wpływ również zmiana poziomu wody w zboczu po wystąpieniu ulewnych deszczy. Stateczność z uwzględnieniem oddziaływania wody można symulować metodą elementów skończonych, stosując metodę redukcji c – φ.

Słowa kluczowe

EN

slope stability; ground water; seepage pressure; atmospheric factor; stability analysis; numerical model; FEM; finite element analysis

PL

stateczność skarpy; stateczność zboczy; woda gruntowa; ciśnienie spływowe; czynnik atmosferyczny; analiza stateczności; model numeryczny; MES; metoda elementów skończonych

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Materiały Budowlane
• Rocznik: 2024
• Tom: nr 8
• Strony: 33--45
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., il.

Twórcy

autor

Łupieżowiec Marian

• Politechnika Śląska, Wydział Budownictwa

• https://orcid.org/0000-0003-4863-2333

Bibliografia

• [1] Wiłun Z. Zarys geotechniki. Wyd. 10, Wydawnictwo WKŁ, Warszawa, 2013.
• [2] Norma PN-EN 1997-1:2010 (Eurokod 7): Projektowanie geotechniczne – cz. 1: Zasady ogólne.
• [3] Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Dz.U. z 14 maja 1999 r. nr 43, poz. 430.
• [4] Instrukcja id-3: „Warunki techniczne utrzymania podtorza kolejowego”, PKP Polskie Linie Kolejowe S. A., Warszawa 2009.
• [5] Łupieżowiec M. Analiza stateczności wysokich nasypów autostradowych wykonywanych na terenach zalewisk. Czasopismo Techniczne Politechniki Krakowskiej, Seria: Środowisko, Zeszyt 3-Ś/21, 2011, 123-136.
• [6] Łupieżowiec M. FEM Model for analysing the interaction of a geomatrix with a subsoil, IOP Conference Series: Material Science and Engineering, 7th EuroGeo Conference, Warsaw, vol. 1260, 012033, 2022, DOI: 10.1088/1757-899X/1260/1/012033.
• [7] Bittelli M., Valentino R., Salvatorelli F., Rossi P. Monitoring soil-water and displacement conditions leading to landslide occurrence in partially saturated clays. Geomorphology. 2012; 173-174, 161-173.
• [8] Sarkar S., Chakraborty M. Stability analysis of homogeneous unsaturated soil slopes by using the variational method. Sādhanā. 2022, https://doi.org/10.1007/s12046-022-01974-4.
• [9] Bowles J.E. Foundation analysis and design. 2nd ed., McGraw-Hill Book Company, New York, 1977.
• [10] Giani G.P. Rock slope stability analysis. Balkena, Rotterdam, 1992.
• [11] Janbu N. Slope stability computations. Wiley(John) and Sons, New York, 1973.
• [12] Lambe T.W., Whitman R.V. Soil mechanic. John Wiley & Sons, Inc., New York-London-Sydney-Toronto, 1969.
• [13] Boutrup E., Lovell C.W. Searching techniques in slope stability analysis. Engineering Geology. 1989; 16 (1-2): 51-61.
• [14] Salunkhe D., Chvan G., Bartakke R., Kothavale P. An overview on methods for slope stability analysis. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). 2017; 6.03, 2278-0181.
• [15] Cała M., Flisiak J. Slope stability analysis with FLAC and limit equilibrium methods. FLAC and numerical modeling in geomechanics. CRC Press. 2020; 111-114.
• [16] Hungr O., Salgado F.M., Byrne P.M. Evaluation of s three-dimensional method of slope stability analysis. Canadian Geotechnical Journal. 1989; 26 (4): 679-686.
• [17] Dawson E.M., Roth W.H., Drescher A. Slope stability by strength reduction. Geotechnique. 1999; 49 (6), 835-840.
• [18] Seyed-Kolbadi S.M., Sadoghi-Yazdi J., Hariri-Ardebili M.A. An improved strength reduction-based slope stability analysis. Geosciences. 2019; 9.1: 55.
• [19] Sloan S.W. Geotechnical stability analysis. Geotechnique. 2013; 63 (7): 531-571.
• [20] Griffiths D.V., Lane P.A. Slope stability analysis by finite elements. Geotechnique. 1999; 49, 387-403.
• [21] Zheng Y., Tang X., Zhao S., Deng C., Lei W. Strength reduction and step-loading finite element approaches in geotechnical engineering. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2009; 1 (1), 21-30.
• [22] Bagińska I., Izbicki R.J. Niejednorodność ośrodka gruntowego w kinematycznej analizie stateczności zboczy. Górnictwo i Geoinżynieria. 2008; 32 (2), 27-33.
• [23] Meng Q.X., Wang H.L., Xu W.Y., Cai M., Xu J., Zhang Q. Multiscale strength reduction method for heterogeneous slope using hierarchical FEM/DEM modeling. Computers and Geotechnics. 2019; 115: 103164.
• [24] Ślusarek J., Łupieżowiec M. Analysis of the influence of soil moisture on the stability of a building based on a slope. Engineering Failure Analysis. 2020, DOI: 10.1016/j.engfailanal.2020.104534.
• [25] Yeh H.F., Yi-Jin T. Analyzing the effect of soil hydraulic conductivity anisotropy on slope stability using a coupled hydromechanical framework. Water. 2018; 10.7: 905.
• [26] Cała M., Betlej M. Trójwymiarowa analiza stateczności zbocza w skomplikowanych warunkach geologicznych. Górnictwo i Geoinżynieria. 2010; 34 (2), 141-148.
• [27] Cała M., Kowalski M., Stopkowicz A. The three-dimensional (3D) numerical stability analysis of Hyttemalmen open-pit. Archives of mining science. 2014; 59 (3), 609-620.
• [28] Chakraborty A., Goswami A. State of the art: Three dimensional (3D) slope-stability analysis. International Journal of Geotechnical Engineering. 2016; 10.5, 493-498.
• [29] Cho S.E. Effects of spatial variability of soil properties on slope stability. Engineering Geology. 2007; 92 (3-4), 97-109.
• [30] Batog A., Stilger-Szydło E. Stability of road earth structures in the complex and complicated ground conditions. Studia Geotechnica et Mechanica. 2018; 40 (4), 300-312.
• [31] Marinos V., Stoumpos G., Papazachos C. Landslide hazard and risk assessment for a natural gas pipeline project: The case of the Trans Adriatic Pipeline, Albania Section. Geosciences. 2019; 9.2: 61.
• [32] Wilk S., Galas M., Mijal M. Oddziaływanie osuwisk na gazociągi. Wiertnictwo, Nafta, Gaz. 2005; 22 (1), 379-394.
• [33] Kania M. Analiza warunków stateczności budowli w sąsiedztwie zbocza przy różnych efektywnych głębokościach posadowienia. Geoinżynieria Drogi Mosty Tunele. 2007; 03 (14), 22-27.
• [34] Urbański A., Grodecki M. Protection of a building against landslide. A case study and FEM simulations. Bulletin of the Polish Academy of Sciences-Technical Sciences. 2019; 67 (3), 657 - 664.
• [35] Jastrzębska M., Łupieżowiec M. Analysis of the causes and effects of landslides in the carpathian flysh in the area of Milówka commune and evaluation of the methods of their prevention. Annals of Warsaw University of Life Science – SGGW, Land Reclamation. 2018; 50 (2), 195-211.
• [36] Obrzud R., Truty A. The hardening soil model – A practical guidebook. Z_Soil. PC 100701 report revised 21.08.2018, Zace Services Ltd. Software engineering, Preverenges, 2018.
• [37] Łupieżowiec M. The application of c-φ reduction method to the estimation of the capacity the subsoil under the foundation. ACEE Journal, The Silesian University of Technology. 2013; 6 (4), 35-44.
• [38] Gryczmański M. Wprowadzenie do opisu sprężysto-plastycznych modeli gruntów. Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN, nr 40, Warszawa, 1995.
• [39] Commend S., Kivell S., Obrzud R., Podleś K., Truty A., Zimmermann T. Computational Geomechanics & Applications with ZSOIL. PC. Zace Services Ltd, Software Engineering, Lausanne, 2020.
• [40] Łupieżowiec M., Kowalska M., Wróblewska M. Analiza czynników mających wpływ na stateczność skarpy pokopalnianej. Materiały Budowlane. 2024; 2, 73-78.