Stability analysis of a river bank slope with existing shear band

ABSTRACT: Progressive failure of slopes near a river bank can cause large scale landslides. The presence of sensitive clay layers which show strain softening behaviour is considered as one of the main factors facilitating the progressive failure of such slopes. Various triggering factors such as river bank erosion, construction and other activities near the bank might initiate the failure of slopes. Once the movement is initiated in a small zone where sensitive clay layers exist, the imbalanced force is transferred to the surrounding soil in which slip surfaces might propagate in the form of a shear band through the sensitive clay layer. In this study, upward progressive failure due to river bank erosion has been modelled numerically incorporating nonlinear post-peak strain softening behaviour. Then the stability of this so-called stable slope, with an existing shear band in the sensitive clay layer, is further analysed for additional triggering loads. It is shown that additional loads from human activities near river banks such as embankment/road construction could cause a global failure of slopes with pre-existing shear bands. It is also shown that the brittleness of sensitive clay could accelerate the progressive failure of slopes.

RÉSUMÉ: Défaillance progressive des pentes près d'une rivière peut provoquer des glissements de terrain à grande échelle. La présence de couches d'argile sensible qui présentent un comportement souche de ramollissement est considéré comme l'un des principaux facteurs favorisant la rupture progressive de ces pistes. Divers facteurs déclenchants tels que l'érosion des berges, la construction et d'autres activités à proximité de la banque pourraient engager l'échec des pistes. Une fois que le mouvement est initié dans une petite zone où les couches d'argile sensible existe, la force de déséquilibre est transférée vers le sol environnant dans lequel les surfaces de glissement peuvent se propager sous la forme d' une bande de cisaillement à travers la couche d'argile sensible. Dans cette étude , la rupture progressive à la hausse en raison de l'érosion des berges de la rivière a été modélisé numériquement intégrant le comportement post-pic souche de ramollissement non linéaire. Ensuite, la stabilité de cette pente dite stable, avec une bande de cisaillement existant dans la couche d'argile sensible, est en outre analysé pour déterminer les charges de déclenchement supplémentaires. Il est montré que les charges supplémentaires résultant des activités humaines à proximité des berges tels que la construction du remblai / route pourraient provoquer une panne mondiale de pistes avec des bandes de cisaillement préexistantes. Il est également montré que la fragilité de l'argile sensible pourrait accélérer la défaillance progressive des pentes.