PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Modeling of delayed failure of embankments due to water infiltration

Identyfikatory
Warianty tytułu
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The primary focus here is on modeling of fracture propagation in soils with apparent cohesion subjected to a period of intense rainfall. In this case, a micromechanically-based description represents an overwhelming task due to a very complex system of mineralogical and chemical factors. This is particularly evident at the range of irreducible saturation. Recognizing this limitation, the approach followed here is based on the framework of chemo-plasticity. The formulation incorporates an assumption that the injection of water triggers a volume change (swelling/collapse) that is coupled with a reduction in suction pressures which, in turn, results in degradation of the strength and deformation properties. The modeling of localized failure mode is based on a constitutive law formulated through volume averaging in the neighborhood of the embedded discontinuity. The latter is enhanced by employing the level set method. The governing equations are applied to examine the stability of a slope in cohesive soils, subjected to a period of intense rainfall.
PL
Artykuł skupia się na modelowaniu propagacji warstwy poślizgu w gruntach charakteryzujących się pozorną spójnością poddanych okresowym intensywnym opadom. W tym przypadku opis mikromechaniczny jest niezywkle trudnym zadaniem ze względu złożoną interakcję zbioru czynników mineralogicznych i chemicznych. Jest to szczególnie widoczne w obszarze nieredukowalnego nasycenia. Ze względu na to ograniczenie, podejście prezentowane w tym artykule bazuje na teorii chemoplastyczności. Sformułowanie wykorzystuje założenie, że infiltracja powoduje zmiany objętościowe (pęcznienie lub zapadanie się), połączone z redukcją ciśnienia ssania, które z kolei prowadzi do degradacji właściwości wytrzymałościowych i odkształcalnościowych. Modelowanie zniszczenia opiera się na związku konstytutywnym sformułowanym przez uśrednianie objętości w sąsiedztiwe nieciągłości. To ostatnie podejście jest wzbogacone poprzez zastosowanie metody poziomic (LSM). Tak sformułowane równania wykorzystuje się to badania stateczności zboczy zbudowanych z gruntów spoistych poddanych długotrwałym opadom.
Rocznik
Strony
67--75
Opis fizyczny
Bibliogr. 24 poz.
Twórcy
  • Department of Civil Engineering, McMaster University, Hamilton, Ont. L8P3H3, Canada
autor
  • Department of Civil Engineering, McMaster University, Hamilton, Ont. L8P3H3, Canada
Bibliografia
  • [1] Blatz J.A., Ferreira N.J., Graham J.; Effects of nearsurface environmental conditions on instability of an unsaturated soil slope. Can Geotech J [Internet]. NRC Research Press; Vol.41, No.6, 2004; p.1111-26
  • [2] Griffiths D.V., Lu N; Unsaturated slope stability analysis with steady infiltration or evaporation using elasto‐ plastic finite elements. International journal for numerical and analytical methods in geomechanics; Vol.29, No.3, 2005; p.249-67
  • [3] Chen Q, Zhang L.M.; Three-dimensional analysis of water infiltration into the Gouhou rockfill dam using saturated unsaturated seepage theory. Can Geotech J. NRC Research Press; Vol.43, No.5, 2006; p.449-61
  • [4] Schmertmann J.H.; Estimating slope stability reduction due to rain infiltration mounding. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering. American Society of Civil Engineers; Vol.132, No.9, 2006; p.1219-28
  • [5] Tsaparas I., Rahardjo H., Toll D.G., Leong E.C.; Controlling parameters for rainfall-induced landslides. Computers and Geotechnics. Vol.29, No.1, 2002; p.1-27
  • [6] Cho SE, Lee S.R.; Instability of unsaturated soil slopes due to infiltration. Computers and Geotechnics. Vol.28, No.3, 2001; p.185-208
  • [7] Nitao J.J., Bear J.; Potentials and their role in transport in porous media. Water Resources Research; Vol.32, No.2, 1996; p.225-50
  • [8] Pietruszczak S.; On the mechanical behaviour of concrete subjected to alkali-aggregate reaction. Computers & Structures; Vol.58, No.6, 1996; p.1093-7
  • [9] Hueckel T.; Chemo-plasticity of clays subjected to stress and flow of a single contaminant. Int J Numer Anal Meth Geomech. Vol.21, No.1, 1997; p.43-72
  • [10] Pietruszczak S.; Modelling of deformation response and chemo-mechanical coupling in chalk. Int J Numer Anal Meth Geomech, Vol.30, No.10, 2006; p.997-1018
  • [11] Pietruszczak S., Pande G.; On the mechanical response of partially saturated soils at low and high degrees of saturation. Numerical models in Geomechanics. 1995; p.33-9
  • [12] Pietruszczak S., Pande G.N.; Constitutive relations for partially saturated soils containing gas inclusions. Journal of geotechnical engineering, Vol.122, No.1, 1996; p.50-9
  • [13] Pietruszczak S., Haghighat E.; Assessment of slope stability in cohesive soils due to a rainfall. Int J Numer Anal Meth Geomech. Vol.37, 2013; p.3278-92
  • [14] Wroth C.P., Houlsby G.T.; Soil Mechancis – Property characterization and analysis procesures. 11th ICSMFE. San Francisco; 1985. p.1-55
  • [15] Alonso E.E., Gens A., Josa A.; A constitutive model for partially saturated soils. Géotechnique. Vol.40, No.3, 1990; p.405-30
  • [16] Pietruszczak S., Mroz Z.; Finite element analysis of deformation of strain‐softening materials. Int J Numer Meth Engng; Vol.17, No.3, 1981;p.327-34
  • [17] Pietruszczak S.; On homogeneous and localized deformation in water-infiltrated soils. International Journal of Damage Mechanics; Vol.8, No.3, 1999; p.233-53
  • [18] Stolarska M., Chopp D.L., Moës N., Belytschko T.; Modelling crack growth by level sets in the extended finite element method. Int J Numer Meth Engng; Vol.51, No.8, 2001; p.943-60
  • [19] Sukumar N., Chopp D.L., Moës N., Belytschko T.; Modeling holes and inclusions by level sets in the extended finite-element method. Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering; Vol.190, No.46, 2001; p.6183-200
  • [20] Pietruszczak S.; Fundamentals of plasticity in geomechanics. Balkema: CRC Press; 2010
  • [21] Willam K.J., Warnke E.P.; Constitutive model for the triaxial behaviour of concrete, IABSE Seminar on Concrete Structures Subjected to Triaxial Stresses III-1, 184, 1974
  • [22] Alshibli K.A., Sture S.; Shear band formation in plane strain experiments of sand. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering. American Society of Civil Engineers; Vol.126, P.6, 2000; p.495-503
  • [23] Rudnicki J.W., Rice J.R.;Conditions for the localization of deformation in pressure-sensitive dilatant materials. Journal of the Mechanics and Physics of Solids. Vol.23, No.6, 1975; p.371-94
  • [24] Borja R.I., White J.A.; Continuum deformation and stability analyses of a steep hillside slope under rainfall infiltration. Acta Geotechnica. Vol.5, No.1, 2010; p.1-14
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-a862ca34-d8be-4eb2-b4aa-439ce01a14ef
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.