Influence of suction pressure of clay unsaturated soils on slope stability

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Background. The main aspects of the influence of suction pressure on slope stability are considered; an example of calculations in the Plaxis software is presented. Specific features in the behavior of unsaturated and saturated soils are described. A model for describing the behavior of saturated soil under the influence of suction pressure is proposed.Aim. Soviet hydrophysic and soil scientists actively explored the relationship between capillary-sorption (structural or matrix) water pressure in the soil and humidity. However, the introduction of foreign methods and software based thereon into the engineering and geological practice of calculating the stability of slopes has raised the question about the influence of suction pressure of clay soils on the stability of slopes. Materials and methods. The main research material was loams of the Moscow glaciation. Simulation was carried out based on the Muallem — van Genuchten model.Results. The simulation results showed that suction pressure and capillarity directly affect the slope stability coefficient, provided that the similarity of other model parameters.

About the authors

M. A. Novgorodova

Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

Email: marga_97@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-4629-1969

D. N. Gorobtsov

Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

Email: dngorobtsov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1232-6652

A. S. Ushakov

Gersevanov Research Institute of Bases and Underground Structures (NIIOSP), Research Center of Construction JSC

Email: u20.andrey@gmail.com
ORCID iD: 0009-0004-0956-7393

References

  1. Бахаев А.Н., Машенькин П.А., Сидоров М.Л. Модели насыщенно-ненасыщенной и напорно-безнапорной фильтрации в комплексе программ «НИМФА» // ВАНТ, сер. Математическое моделирование физических процессов. 2019. Вып. 3. С. 73—83.
  2. Болдырев Г.Г., Колесников А.С., Новичков Г.А. Интерпретация результатов лабораторных испытаний с целью определения прочностных характеристик грунтов // Инженерные изыскания. 2014. № 5—6. С. 78—85.
  3. Гольдин А.Л., Нгуен Фыонг Зунг. Построение траектории напряжений для ненасыщенного грунта при консолидированно-недренированных испытаниях в стабилометре // Инженерно-строительный журнал. 2012. № 9. С. 1—8.
  4. Дугарцыренов А.В. Физико-химическая модель связной породы // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2007. № 8. С. 80—88.
  5. Мади Ахмед Йехиа Али Али. Экспериментальные исследования и моделирование динамики влажности и температуры почвы: автореф. дис. … канд. биол. наук. М., 2018. 25 с.
  6. Новгородова М.А. Определение параметров всасывания ненасыщенных грунтов методом фильтровальной бумаги // Перспективы развития инженерных изысканий в строительстве в Российской Федерации: мат-лы 17-й общеросс. науч.-практич. конф. и выставки изыскательских организаций / Под ред. Н.А. Журавлевой и К.С. Висхаджиевой. М.: Геомаркетинг, 2022. С. 39—51.
  7. Новгородова М.А., Горобцов Д.Н. Экспериментальное определение давления всасывания ненасыщенных глинистых грунтов // VI российское совещание по глинам и глинистым минералам «ГЛИНЫ-2023». СПб.: ИГЕМ РАН, 2023. С. 111—113.
  8. Новгородова М.А., Горобцов Д.Н., Фоменко И.К. Теория ненасыщенных грунтов // Новые идеи в науках о Земле: мат-лы XV междунар. науч.-практич. конф. В 7 тт. М.: РГГУ им. С. Орджоникидзе, 2021. С. 273—276.
  9. Скоробогатько К.В. Механика грунтов насыщенной и неводонасыщенной области грунта // Специализированные расчетные комплексы MIDAS. 2022. URL: https://midasoft.ru/blog/mekhanikagruntov-nasyshchennoy-i-nevodonasyshchennoyoblasti-grunta/ (дата обращения: 02.03.2024).
  10. Скоробогатько К.В. Моделирование свойств грунта в неводонасыщенной области выше уровня грунтовых вод // Специализированные расчетные комплексы MIDAS. URL: https://midasoft.ru/blog/modelirovanie-svoystv-gruntav-nevodonasyshchennoy-oblasti-vyshe-urovnyagruntovykh-vod/ (дата обращения: 05.03.2024).
  11. Скоробогатько К.В. Влияние свойств грунта в неводонасыщенной области на результаты расчетов // Специализированные расчетные комплексы MIDAS. URL: https://midasoft.ru/blog/vliyanie-svoystvgrunta-v-nevodonasyshchennoy-oblasti-na-rezultaty-raschetov/ (дата обращения: 04.03.2024).
  12. ASTM D5298-03. Standard Test Method for Measurement of Soil Potential (Suction) Using Filter Paper. Pages: 6. https://doi.org/10.1520/D5298-03
  13. ASTM D5298-2016. Standard Test Method for Measurement of Soil Potential (Suction) Using Filter Paper. Pages: 6. https://doi.org/10.1520/D5298-16
  14. Fondjo A.A., Elizabeth Theron, Richard P. Ray. Assessment of Various Methods to Measure the Soil Suction // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE) ISSN: 2278-3075 (Online). Vol. 9 Iss. 12, October 2020. https://doi.org/10.35940/ijitee.L7958.1091220/
  15. Fredlund D.G., Wong D.K. Calibration of thermal conductivity sensors for measuring soil suction // Geotechnical Testing Journal. 1989. No. 12(3). Р. 188—194. https://doi.org/10.1520/GTJ10967J
  16. Fredlund D.G., Rahardjo H., Fredlund M.D. Unsaturated soil mechanics in engineering practice. Wiley & Sons, Hoboken, NJ, USA. 2012. 944 p.
  17. Leong E.C., He L., Rahardjo H. Factors affecting the filter paper method for total and matric suction measurements // Geotechnical Testing Journal. 2002. No. 25(3). P. 322—333. https://doi.org/36.1520/GTJ11094J
  18. Lu N., Likos W.J. Unsaturated soil mechanics. 2004. Wiley. 584 р. ISBN: 978-0-471-44731-3 19. Meilani I., Rahardjo H., Leong E.C.,Fredlund D.G. Mini suction probe for matric suction measurements / Canadian Geotechnical Journal. № 39(6). 2002. Р. 1427—1432. https://doi.org/10.1139/t02-101
  19. Swarbrick, G.E. Measurement of soil suction using the filter paper method // Conference: Shallow Foundation and Soil Properties Committee Sessions at ASCE Civil Engineering Conference 2001. P. 241— 263. https://doi.org/10.1061/40592(270)14

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).