Stereographic method is a general and basic method to analyse sliding failure potential of rock slope. Region of failure analysis using stereographic method extend to curved slope from straight slope in this paper, Curved slope is defined as the multi-face slope with free surface more than two face and has different characteristics from straight single face slope. Individual daylight envelopes of free surfaces are combined into total daylight envelope of multi-face slope. So, sliding envelope of multi-face slope is the daylight envelope except friction cone. Specially, If only single joint set is developed in the slope, single plane sliding(or plane failure) is impossible in the single-face straight slope, but possible in the multi-face slope. In the multi-face slope with only one joint set, single plane sliding occurs when orientation of sliding plane is between two side slope orientation in the sliding envelope.
사면안정해석에 일반적으로 이용되는 2차원 한계평형해석에서는 활동면의 강도를 활동면 전체에 동일하게 설정한다. 그러나 사면의 활동면에서 저면부와 가장자리부의 강도는 다른 경우가 대부분이다. 4가지 절취모델을 이용한 3차원 사면안정해석의 결과에 따르면 활동면내에서 가장자리부의 저항력이 사면의 안정성에 크게 영향을 미치는 것으로 나타났다. 3차원 사면안정해석에서 활동면 강도를 저면부와 가장자리부로 구분하여 설정함으로써 지금까지 고려하지 못했던 사면 가장자리부의 전단강도가 사면안정에 미치는 영향을 정량적으로 파악할 수 있었다. 활동 저면부의 저항력이 낮은 경우에는 사면의 측부 절토에 의하여 안전율이 크게 저하되며, 저항력이 높은 경우에는 말단부 절토에 의하여 안전율이 저하되고 두부 절토에 의하여 안전율이 향상된다.
Slope reliability analysis and risk assessment for spatially variable soils under rainfall infiltration are important subjects but they have not been well addressed. This lack of study may in part be due to the multiple and diverse evaluation indexes and the low computational efficiency of Monte-Carlo simulations. To remedy this, this paper proposes a highly efficient computational method for investigating random field problems for slopes. First, the probability density evolution method (PDEM) is introduced. This method has high computational efficiency and does not need the tens of thousands of numerical simulation samples required by other methods. Second, the influence of rainfall on slope reliability is investigated, where the reliability is calculated from based on the safety factor curves during the rainfall. Finally, the uncertainty of the sliding mass for the slope random field problem is analyzed. Slope failure consequences are considered to be directly correlated with the sliding mass. Calculations showed that the mass that slides is smaller than the potential sliding mass (shallow surface sliding in rainfall). Sliding mass-based risk assessment is both needed and feasible for engineered slope design. The efficient PDEM is recommended for problems requiring lengthy calculations such as random field problems coupled with rainfall infiltration.
Guoping Hu;Yingzhi Xia;Lianggen Zhong;Xiaoxue Ruan;Hui Li
Geomechanics and Engineering
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제32권1호
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pp.111-123
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2023
The slope of an open cut tunnel is located above the exit of the Leijia tunnel on the Changgan high-speed railway. During the excavation of the open cut tunnel foundation pit, the slope slipped twice, a large landslide of 92500 m3 formed. The landslide body and unstable slope body not only caused the foundation pit of the open cut tunnel to be buried and the anchor piles to be damaged but also directly threatened the operational safety of the later high-speed railway. Therefore, to study the stability change in the slope of the open cut tunnel under heavy rain and excavation conditions, a 3D numerical calculation model of the slope is carried out by Midas GTS software, the deformation mechanism is analyzed, anti-sliding measures are proposed, and the effectiveness of the anti-sliding measures is analyzed according to the field monitoring results. The results show that when rainfall occurs, rainwater collects in the open cut tunnel area, resulting in a transient saturation zone on the slope on the right side of the open cut tunnel, which reduces the shear strength of the slope soil; the excavation at the slope toe reduces the anti-sliding capacity of the slope toe. Under the combined action of excavation and rainfall, when the soil above the top of the anchor pile is excavated, two potential sliding surfaces are bounded by the top of the excavation area, and the shear outlet is located at the top of the anchor pile. After the excavation of the open cut tunnel, the potential sliding surface is mainly concentrated at the lower part of the downhill area, and the shear outlet moves down to the bottom of the open cut tunnel. Based on the deformation characteristics and the failure mechanism of the landslides, comprehensive control measures, including interim emergency mitigation measures and long-term mitigation measures, are proposed. The field monitoring results further verify the accuracy of the anti-sliding mechanism analysis and the effectiveness of anti-sliding measures.
In order to analysis the reason of sliding failure in embankment slope under construction in soft soil area, a model section located in Gimhae Region in Gyeongsangnam-Do, where the sliding failure had been occurred during embankment works in soft soil area, had been selected. This area had been firstly treated with the Pack Drain Method, and additional embankment works of 9.7 meters out of total 14 meters in thickness had been under construction. The results of analysis showed that the reason of sliding failure were overspeed in embankment construction and the overestimation of design factors in calculating strength of each layer of embankment and poor management and inaccuracy reading of measurement devices.
개착과정에서 대규모 인장균열이 발생한 암반사면의 파괴거동 양상을 분석하였다. 사면지역 암반의 구조적 특성분석을 위하여 전기비저항 탐사를 수행하였으며, DOM 시추작업을 수행하여 불연속면의 방향성과 시추공 내의 출현위치를 측정하였다. 회수된 코어를 관찰하여 개착면 및 인근 자연사면의 파괴 거동이 진행되었을 것으로 추측되는 예상 활동면의 존재성을 확인하였으며, 협재된 팽윤성 점토광물의 조성을 XRD 회절분석을 통하여 조사하였다. 사면 안정성 분석은 사면지역에 표출되는 절리들의 trace 분포 및 방향성을 고려하여 수행하였으며, 사면파괴를 유발시킬 수 있는 절리들의 시추공 내에서의 위치 및 방향성에 의거하여 심도별 지반 거동특성을 분석하였다. 시추공 별 예상 파괴 활동면의 3차원 위치 좌표에 의거하여 구역별 거동 벡터를 산정하고 예상되는 전체적 인 사면거동 양상을 고찰하였다.
Recently, the study of the moving sliding mode in the variable structure control is in progress ac-tively. The conventional time-invariant sliding model control can\`t guarantee the sliding mode in the reaching phase, which is robust against the uncertainty. But with the time-varying method, the controller makes the states track the desired trajectories and keeps the sliding mode. Nevertheless, the piecewise continuous method of the past still has the reaching mode. Thus we propose the continuously moving sliding surface by the fuzzy algorithm. The proposed algorithm is made of the fuzzy rule considering both the error and the error velocity, and may apply to the entire phase plane without sacrificing sliding mode. Especially the proposed scheme can rotate tot he slope-decreasing direction, needless to say rotating to the slope-increasing direction. For showing that the proposed controller guarantees the sliding model and ensures the robustness, we apply the proposed method to the two-link robot manipulator simulation.
Characteristics of joint orientation, length, spacing and their distribution are very important factors for slope stability, Especially, the effect of joint spacing is an essential factor of slope stability. This study is to analyze the effect of joint spacing in cases of sliding and toppling, which is a typical failure mode. Joint spacing can divided into vertical spacing(spacing) and horizontal spacing(gap). And then, the spacing/length ratio of joint directly affect rock slope failure. When the ratio is below 0.05, the possibility of failure is rapidly increased. In case of toppling, the possibility of failure depends on the ratio of spacing to height of slope ratio slope. As the ratio decreases, the possibility of toppling failure increased. The critical ratio of spacing to height of slope is determined by the dip angle of the slope and the orientation of joint sets.
Intensive rainfall during the summer season in Korea has triggered numerous devastating landslides outside of downtown in mountainous areas. The 2D slope stability analysis that is generally used for cut slopes and embankments is inadequate to model slope failure in mountainous areas. This paper presents a new 3D slope stability formulation using the global sliding vector in the limit equilibrium method, and it uses an ellipsoidal slip surface for static and quasi-static analyses. The slip surface's flexibility of the ellipsoid shape gives a lower FS than the spherical failure shape in the Fellenius, Bishop, and Janbu's simplified methods. The increasing sub-columns of each column tend to increase the FS and converge to a steady value. The symmetrical geometric conditions of the convex turning corners do not indicate symmetrical failure of the surface in 3D analysis. Pseudo-static analysis shows that the horizontal seismic force decreases the FS and increases the mass volume at the critical failure state. The stability index takes the FS and corresponding sliding mass into consideration to assess the potential risk of slope failure in complex mountainous terrain. It is a valuable parameter for selecting a vulnerable area and evaluating the overall risk of slope failure.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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