Reinforced slope stability analysis

Artykuł dotyczy analizy stateczności skarp zbrojonych. Zwykle do zbrojenia używa się gwoździ bądź kotew wraz z zabezpieczeniem powierzchniowym. Analiza stateczności dla takich przypadków ogranicza się zazwyczaj do uwzględnienia gwoździ lub kotwi współpracujących z gruntem. Zbrojenie powierzchniowe na ogół nie jest brane pod uwagę. W artykule opisano sposób modelowania zbrojenia skarpy przy użyciu gwoździ ze wstępnym naciągiem. W obliczeniach uwzględniono także oddziaływanie siatki stalowej ułożonej na powierzchni skarpy. Gwoździe modelowano przy użyciu elementów rockbolt, które mogą zostać zerwane, natomiast siatkę stalową modelowano jako element belkowy z wytrzymałością wyłącznie na rozciąganie, połączony z gruntem za pomocą interfejsu typu unglued. Wskaźniki stateczności obliczano przy użyciu metody redukcji wytrzymałości na ścinanie. Wstępny naciąg gwoździ był realizowany przez napisaną przez autorów funkcję FISH. Przeprowadzono szereg obliczeń wskaźników stateczności, wykazując, że oblicowanie z siatki stalowej jest nie tylko zabezpieczeniem powierzchniowym, ale wpływa również znacząco na globalną stateczność skarpy.This paper deals with the reinforced slope stability analysis. It was assumed that soil profile of a slope consists of two layers. The strong soil (soft rock) is covered by weak soil (or weathered rock). Such slope geology determines the way of soil reinforcement. Usually nails or anchors are applied for to provide the overall stability of the slope. However the face reinforcement of soft soil must also be used. Generally, slope stability analysis for such case, is limited to nails or anchors interacting with the soil. The face reinforcement is usually not taken under consideration. The way of reinforcing the slope with pre-tensioned nails connected to wire mesh facing is described and applied. The nails are modeled by rockbolt elements, which can rupture. The wire mesh is modeled as beam element with resistance only in tension and connected to the soil by "unglued" interface. Factor of safety (FS) of a slope is calculated with shear strength reduction technique. Nails pre-tension were obtained by user-written FISH function. A series of FS calculations were performed to show, the wire mesh facing is not only local stability protection, but can significantly increase the overall slope stability