Comparison of the NGI-ADP and AUS soil models for slope stability involving anisotropic clays
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2784624Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
En ny jordmodell som kan inkorporere anisotrop skjærstyrke har nylig blitt tilgjengelig for offentlig bruk. Denne modellen, kalt AUS jordmodell, er en totalspenningsbasert modell og opererer basert på direkte innføring av udrenerte skjærstyrkeverdier. På denne måten ligner modellen NGI-ADP-modellen, som lenge har vært brukt til modellering av anisotropi i jord. Implikasjonene av forskjeller i modelldesign er imidlertid ikke helt forstått, og det er ikke kjent om de to modellene vil gi lignende løsninger. Idealiserte enkle skråninger bestående av homogene udrenerte anisotropisk leire blir analysert i en parametrisk studie av skråningsstabilitet for å oppdage under hvilke jordforhold modellene vil gi lignende og forskjellige løsninger. Det er vist at for tilstanden suDSS⁄(suE+suC)=0,5 gir de to modellene statistisk identiske løsninger. Når dette forholdet faller under 0,5 gir AUS jordmodellen lavere sikkerhetsfaktor enn NGI-ADP modellen. Forskjellen mellom løsningene øker når suDSS⁄(suE+suC) nærmer seg 4⁄9 og når hellingsvinkelen øker i bratthet. Når suDSS og suC holdes konstant, vil økende suE resultere i høyere sikkerhetsfaktorer for NGI-ADP modellen og laver sikkerhetsfaktorer for AUS-modellen. Forskjeller i sikkerhetsfaktor opptil 35% er vist i tilfelle vertikal skråning. Denne størrelsen sammenfaller med reduksjonen i aktivt styrke i AUS modellen, som avhengig av anisotrope styrker og relative størrelser kan redusere aktivt styrke opptil suA⁄suC =0,6. Begge modellene bruker kurvetilpassede forenklinger og er designet for bruk med minimale inngangsdata, noe som kan føre til ukonservative eller altfor konservative beregninger avhengig av jordstyrkeparametere. A new soil model capable of incorporating anisotropic shear strength has recently become available for public use. This model, called the AUS soil model, is a total stress-based model and operates based on directly inputting undrained shear strength values. In this way, the model is similar to the NGI-ADP model, which has long been used for modeling anisotropy in soils. However, the implications of differences in model design are not fully understood, and it is not known if the two models will generate similar solutions. Idealized simple slopes consisting of homogenous, undrained anisotropic clays are analyzed in a slope stability parametric study to discover under what soil conditions the models will generate similar and dissimilar solutions. It is demonstrated that for the condition that suDSS⁄(suE+suC)=0,5 the two models generate statistically identical solutions. When this ratio falls below 0,5, the AUS soil model generates lower FoS solutions relative to the NGI-ADP model. The difference between model solutions increases as suDSS⁄(suE+suC) approaches 4⁄9 and as the slope angle increases in steepness. When suDSS and suC are kept constant, increasing suE will result in higher FoS solutions for the NGI-ADP model, and lower solutions for the AUS model. Differences in FoS up to 35% are demonstrated in the case of the vertical slope. This magnitude coincides with the decrease in Active plane strain strength in the AUS model, which depending on anisotropic strengths and relative magnitudes can reduce Active plane strain strength as much as suA⁄suC =0,6. Both models use curve-fitting simplifications and are designed for use with minimal input data, which may lead to unconservative or overly conservative estimations dependent on soil strength parameters.