Stability analysis of rock slopes using strength reduction adaptive finite element limit analysis

Guang-hui Chen; Jin-feng Zou; Rui Zhang

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자료유형: 학술저널

저자정보: Guang-hui Chen (Central South University) Jin-feng Zou (Central South University) Rui Zhang (Changsha University)

저널정보: 국제구조공학회 Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal Vol.79 No.4

발행연도: 2021.8

수록면: 487 - 498 (12page)

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The main aim of this study is to propose an effective approach to conduct the stability analysis of rock slopes. Based on the strength reduction technology, the recent developed adaptive finite element limit analysis is adopted to investigate the stability of rock slopes for the first time. The rock mass strength is described by the latest generalized Hoek-Brown failure criterion. To better estimate the rock slope stability, the rock mass disturbance D and slope angle β are also incorporated into the determination of factor of safety by implementing the disturbance weighting factor ζ and the slope angle weighting factor fβ, respectively. The factors of safety obtained from this study are validated by those from existing works based on two real slope cases. For practical use, the factors of safety for the cases of β=45° in undisturbed rock masses are provided in the form of design charts. Finally, a set of design charts for ζ and a fitting formula for fβ are presented and discussed.

#adaptive finite element limit analysis #factor of safety #generalized Hoek-Brown failure criterion #stability of rock slopes #strength reduction technology

참고문헌 (20)

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Cemalettin O. Aksoy / 2016 / Comparison of Hoek-Brown and Mohr-Coulomb failure criterion for deep open coal mine slope stability / Structural Engineering and Mechanics, An Int＇l Journal 60(5):809~828

Chen, G. H. / 2019 / An improved collapse analysis mechanism for the face stability of shield tunnel in layered soils / Geomech. Eng 17(1):97~107

Cheng, Y. M. / 2007 / Twodimensional slope stability analysis by limit equilibrium and strength reduction methods / Comput. Geotech 34(3):137~150

Herskovits, J. / 2005 / Mathematical programming models and algorithms for engineering design optimization / Comput. Meth. Appl. Mech. Eng. 194(30-33):3244~3268

Kalatehjari, R. / 2015 / Determination of three-dimensional shape of failure in soil slopes / Can. Geotech. J 52(9):1283~1301

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Guang-hui Chen

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Jin-feng Zou

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주요연구분야 공학 > 건축공학 > 토목공학

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Rui Zhang

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