بررسی اثر موقعیت ترک و مشخصات مقاومتی مصالح بر پایداری شیب‌های خاکی همگن

پیچیدگی شرایط و رفتار مصالح خاکی، وجود فرضیات متعدد در فرمول‌بندی تحلیل پایداری، مکانیسم لغزش، شکست شیب‌ها و ایجاد ترک در قسمت‌های مختلف شیب از جمله عوامل اصلیِ اثرگذار در پایداری شیب‌های خاکی است. در واقع، ترک‌ها یک رخداد شایع در شیب‌های خاکی بوده که نیازمند روشی هستند که شامل حضور ترک در ارزیابی پایداری براساس رویکرد سینماتیکی اجزای محدود و تفاضل محدود باشد. در حالی که بسیاری از ترک‌ها ممکن است در یک شیب وجود داشته باشند، به‌طور معمول مکانیسم شکست درگیر ترکی است که موقعیت آن دارای بیشترین اثر منفی بر پایداری است. در پژوهش حاضر، هندسه سطوح شکست بحرانی، از جمله نامطلوب‌ترین ترک‌ها، برای دامنه‌هایی با محدودیت‌های عرضی و شیبی مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. براساس یافته‌های حاصل از مدل‌سازی‌های عددی می‌توان نتیجه‌گیری کرد ضریب اطمینان در برابر پایداری به دلیل وجود ترک کاهش می‌یابد. نتایج نشان داد که براساس روش تفاضل محدود، بحرانی‌ترین موقعیت ترک برای شیب‌های خاکی همگن در محل پنجه شیب خواهد بود، زیرا در این محدوده، تشکیل ترک باعث ایجاد کمترین ضریب اطمینان می‌گردد.

Investigation of the Effect of Crack Position and Strength Characteristics of Materials on the Stability of Homogeneous Soil Slopes

The complexity of the conditions and behavior of soil materials, the existence of various hypotheses in the formulation of stability analysis, and the mechanism of slip and failure of slopes are among the main factors influencing the methods of soil slope stabilization. The cracks are a common occurrence on earth slopes that require a method that includes the presence of cracks in the stability assessment based on the kinematic approach of finite element and finitedifference. While many cracks may be present on a slope, the failure mechanism typically involves a crack whose position has the greatest negative effect on stability. In the present study, the geometry of critical failure surfaces, including the most undesirable cracks for slopes with different transverse and slope constraints, has been analyzed. Based on the findings of numerical modeling, it can be concluded that the critical height of the slope decreases due to the presence of cracks. This decrease, however, decreases with the angle of slope inclination. The results showed that according to the finite difference method, the most critical crack position for homogeneous soil slopes will be at the slope toe because, in this range, crack formation creates the lowest factor of safety.