Verfügbarkeit: Handbook of slope stabilisation

Handbook of slope stabilisation: with 53 tables

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Format:	Buch
Sprache:	English
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 2004
Schlagworte:	Rutschung Bodenverfestigung
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	Literaturangaben
Beschreibung:	XX, 478 S. Ill., graph. Darst., Kt.
ISBN:	3540416463

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Datensatz im Suchindex

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adam_text	CONTENTS 1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 J.A.R. ORTIGAO AND A.S.J. SAYAO TEXT ORGANISATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 GEOLOGICAL FACTORS IN SLOPE STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . 5 M.A. KANJI INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 BASIC ROCK MASS STRUCTURE INHERITED FROM ITS GENESIS . . . . . . . 6 INTRUSIVE IGNEOUS ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 VOLCANIC ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 SEDIMENTARY ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 METAMORPHIC ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 WEATHERING PRODUCTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 SIGNIFICANT GEOLOGIC FEATURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 GEOLOGY AND THE MODE OF FAILURE OF A SLOPE . . . . . . . . . . . . . 19 PLANAR OR TWO-DIMENSIONAL FAILURE MODE . . . . . . . . . . . . . . 19 WEDGE OR THREE-DIMENSIONAL ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . 22 FINAL REMARKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 LANDSLIDE CLASSIFICATION AND RISK MANAGEMENT . . . . . . . . 27 J.A.R. ORTIGAO AND M.A. KANJI INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 LANDSLIDE CLASSIFICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 FALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 TOPPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 SLIDES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 FLOW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 RATE OF MOVEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 ADDITIONAL CLASSIFICATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 LANDSLIDE TRIGGERING MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 CREEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 EL TURI LANDSLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 PURISCAL LANDSLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 A SLOPE TALE OF TWO CITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 THE LARANJEIRAS SLIDE AND THE GEORIO . . . . . . . . . . . . . . . . 46 THE PO SHAN SLIDE AND THE GEO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 DEBRIS FLOW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 FACTORS INFLUENCING DEBRIS FLOWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 MORPHOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 RAINFALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 SUSCEPTIBILITY OF DEBRIS FLOWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 LARGE DEBRIS FLOW, VENEZUELA, 1999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 LANDSLIDE DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 FIELD INSPECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 RISK MAPPING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4 SITE INVESTIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 J.A.R. ORTIGAO, A.S.J. SAYAO AND M.A. KANJI INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 PRELIMINARY SITE INVESTIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 LANDSLIP INVESTIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 PRELIMINARY SURVEYING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 AUGER BOREHOLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 TRIAL PITS AND TRENCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 DETAILED INVESTIGATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 TOPOGRAPHIC SURVEY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 GEOPHYSICAL METHODS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 SEISMIC METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 EARTH RESISTIVITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 DIRECT METHODS OR BOREHOLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 SOUNDINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 PERCUSSION DRILLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 ROTARY DRILLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 MEASUREMENT OF DRILLING PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 MEASUREMENT OF CORE ORIENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 VII CONTENTS MIXED METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 BOREHOLE LOGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 BLOCK SAMPLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 IN SITU TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 LABORATORY TESTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 CHARACTERISATION TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 SHEAR STRENGTH TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 TYPICAL STRENGTH PARAMETERS FOR RESIDUAL SOILS FROM RIO DE JANEIRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 EXAMPLE OF PLANNING DETAILED SITE INVESTIGATION . . . . . . . . . . 81 EXAMPLE OF THE SOBERBO SLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5 SOIL SLOPE STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 A.S.F.J. SAYAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 SCOPE OF STABILITY ANALYSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 WHY LANDSLIDES OCCUR? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 TYPES OF STABILITY ANALYSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 FACTOR OF SAFETY DEFINITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 ANALYSIS TECHNIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 DETERMINISTIC METHODS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 LIMIT EQUILIBRIUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 STABILITY CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 INFINITE SLOPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 STRESS-STRAIN ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 PROBABILISTIC METHODS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 SLOPE STABILITY ANALYSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 MODES OF FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 INPUT DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 CHOICE OF METHOD OF ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 CONTENTS VIII 6 ROCK SLOPE STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 FAILURE MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 GRAPHIC REPRESENTATION OF JOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 SHEAR STRENGTH OF ROCK JOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 SHEAR STRENGTH OF PLANE ROCK DISCONTINUITIES . . . . . . . . . . . . 116 BARTON FAILURE CRITERION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 ESTIMATING JRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 JCS EVALUATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 CORRECTION TO JRC AND JCS DUE TO SCALE EFFECTS . . . . . . . . . . . 119 STRENGTH OF FILLED JOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 EFFECT OF PORE PRESSURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 EQUIVALENT MOHR-COULOMB STRENGTH PARAMETERS . . . . . . . . . . 124 BACKANALYSIS OF FAILURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 STABILITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 PLANAR FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 THREE-DIMENSIONAL WEDGE FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 TOPPLING FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 ROCKFALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 7 SELECTION OF STABILISATION DESIGN . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 SOIL SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 SLOPES WITH A ROCK TO SOIL INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 ROCK SLOPES AND ROCKFALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 SUMMARY OF STABILISATION METHODS AND REMEDIAL MEASURES . . . 143 8 DRAINAGE AND SURFACE PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 D. GERSCOVICH AND H. COSTA INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 HYDROLOGICAL CYCLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 SURFACE DRAINAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 HYDRAULIC DESIGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 MAXIMUM DISCHARGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 CONTENTS IX CATCHMENT AREA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 AVERAGE RAINFALL INTENSITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 RUNOFF COEFFICIENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 ADMISSIBLE FLOW VELOCITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 FLOW REGIME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 FLOW VELOCITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 CALCULATION PROCEDURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 FREEBOARD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 EXAMPLE OF HYDRAULIC DESIGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 DESIGN OF SURFACE DRAINAGE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 GENERAL CONSIDERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 DRAINAGE DEVICES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 SLOPE DITCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 DOWNSLOPE CHANNELS, STEPPED CHANNELS . . . . . . . . . . . . . . . 170 CATCHPITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 DUMPING BASINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 SUBSURFACE DRAINAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 HORIZONTAL DRAINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 CUT-OFF DRAINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 GRANULAR FILTERS AND DRAINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 GEOSYNTHETICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 DRAINAGE TRENCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 DRAIN BLANKET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 RELIEF WELLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 RETAINING WALL DRAINAGE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 DRAINAGE OF VERY LARGE SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 MAINTENANCE WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 SURFACE PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 VEGETATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 GRASS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 TREES AND SHRUBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 GEOMEMBRANES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 IMPERMEABLE SURFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 SOIL-CEMENT-LIME MIXTURE (CHUNAM) . . . . . . . . . . . . . . . . 203 SPRAYED CONCRETE (SHOTCRETE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 BLOCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 DEBRIS-FLOW PROTECTION WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 WORKS FOR RESTRICTING THE OCCURRENCE OF DEBRIS FLOWS . . . . . . . 205 SLOPE SUPPORTING DAMS AND STEPPED CHECK DAMS . . . . . . . . . 205 DEBRIS-FLOW CAPTURING WORKS OR SABO DAMS . . . . . . . . . . . . 206 SEDIMENT CONTROL DAMS AND RESERVOIRS OR DEBRIS-FLOW DEPOSITING WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 CONTENTS X DOWNSTREAM CONTROL-WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 DIVERTING AND DEFLECTING WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 9 RETAINING WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 A.S.F.J. SAYAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 EARTH PRESSURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 ACTIVE AND PASSIVE STATES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 RANKINE METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 COULOMB*S THEORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 GROUNDWATER EFFECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 STABILITY OF WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 GLOBAL OR GENERALISED STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 SLIPPING AT THE BASE OF A WALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 CHECK FOR OVERTURNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 CHECK ON THE BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 REINFORCED CONCRETE WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 L -SHAPED WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 WALLS WITH GROUND ANCHORS AT THE BASE . . . . . . . . . . . . . . . 229 ROCK DOWELLED CONCRETE WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 GRAVITY WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 MASONRY WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 UNREINFORCED CONCRETE WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 GABION WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 SCRAP TYRE WALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 CEMENT BAGS FOR SLOPE FAILURE REHABILITATION . . . . . . . . . . . . 237 REINFORCED EARTH WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 10 GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS AND SLOPES . . . . . . . . . . . 243 E.M. PALMEIRA INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 GEOSYNTHETIC RELEVANT PROPERTIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 DESIGN PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 SOIL-RELATED PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 XI CONTENTS GEOSYNTHETIC MECHANICAL PROPERTIES . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 DESIGN OF GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS . . . . . . . . . . . . . . 254 STABILITY CONDITIONS FOR GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS . . . . . . 254 EXTERNAL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 SLIDING OF THE REINFORCED MASS ALONG ITS BASE . . . . . . . . . . . . 256 STABILITY AGAINST WALL OVERTURNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 VERTICAL STRESS DISTRIBUTION ON THE WALL BASE AND FOUNDATION SOIL-BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 OVERALL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 INTERNAL STABILITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 REINFORCEMENT SPACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 REINFORCEMENT ANCHORAGE LENGTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 LOCALISED SURCHARGE AND COMPACTION . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 HORIZONTAL DISPLACEMENTS OF THE WALL FACE . . . . . . . . . . . . . 272 OTHER DESIGN APPROACHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 GEOSYNTHETIC-REINFORCED STEEP SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . 278 EARTH PRESSURE CALCULATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 DESIGN CHARTS BY JEWELL (1989) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 VERTICAL STRESSES ON THE SLOPE BASE AND FOUNDATION SOIL BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 OVERALL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 CONSTRUCTION OF GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS AND STEEP SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 FACING OF THE STRUCTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 DRAINAGE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 HANDLING AND STORAGE OF THE GEOSYNTHETICS . . . . . . . . . . . . . 297 WORKED EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 SOILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 FOUNDATION SOIL (DESIGN VALUES) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 REINFORCEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 EXTERNAL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 EARTH THRUST AND ACTIVE STRESSES ALONG THE REAR FACE OF THE WALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 SLIDING ALONG THE BASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 WALL OVERTURNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 DISTRIBUTION OF VERTICAL STRESSES ON THE WALL BASE AND FOUNDATION SOIL-BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 INTERNAL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 REINFORCEMENT DESIGN PROPERTIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 REINFORCEMENT SPACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 REINFORCEMENT ANCHORAGE LENGTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 REINFORCEMENT ANCHORAGE AT THE WALL FACE . . . . . . . . . . . . . . 305 CONTENTS XII EVALUATION OF EXPECTED MAXIMUM WALL FACE HORIZONTAL DISPLACEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 11 ANCHORS, BOLTS AND NAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 J.A.R. ORTIGAO AND H. BRITO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 ANCHORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 RECOMMENDED ANCHOR CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . 311 MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 GROUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 GREASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 PLASTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 STRAIN COMPATIBILITY OF THE BONDED LENGTH PROTECTION . . . . . . 315 ANCHOR, BOLTS AND NAIL TYPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 TEST AND WORKING LOADS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 DRILLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 GROUTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 PULL-OUT CAPACITY OF THE BONDED LENGTH . . . . . . . . . . . . . . . 319 SOIL ANCHORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 ROCK ANCHORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 ANCHOR LOAD TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 DEFINITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 PULL-OUT TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 LOAD APPLICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 TEST SET-UP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 CRITERION FOR STARTING THE TENSION LOAD TEST . . . . . . . . . . . . . 323 SAFETY CRITERION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 LOAD MEASUREMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 DISPLACEMENT MEASUREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 INTERPRETATION OF THE RESULTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 ACCEPTANCE CRITERIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 RESULTS INTERPRETATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 INTERPRETATION OF PULL-OUT TEST ON NAILS . . . . . . . . . . . . . . . 325 BOLTS AND NAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 CORROSION PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 FINAL PROTECTION TO THE ANCHOR HEAD . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 XIII CONTENTS 12 TIEBACK WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 J.A.R. ORTIGAO AND H. BRITO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 STABILITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 STABILITY ANALYSIS METHODOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 WEDGE METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 PRE-DESIGN CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 STABILITY ANALYSIS OF COMPLEX CASES . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 ANCHOR SPACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 ERROR IN PLANE STRAIN ASSUMPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 TIEBACK WALLS SUPPORTED BY MICROPILES . . . . . . . . . . . . . . . 345 WORKED EXAMPLE OF TIEBACK WALL DESIGN . . . . . . . . . . . . . . 345 STRESSES AND DEFORMATION ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 13 SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 J.A.R. ORTIGAO AND E.M. PALMEIRA INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 ORIGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 EXPERIENCE IN RESIDUAL AND SAPROLITIC SOILS . . . . . . . . . . . . . 356 CONSTRUCTION METHODS AND SOIL NAILING APPLICATION . . . . . . . . 356 INSTALLATION OF NAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 NAIL HEAD DETAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 THE SLOPE FACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 COMPARISON WITH TIEBACK WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 COMPARISON WITH REINFORCED WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 ADVANTAGES OF SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 LIMITATIONS OF SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 EXAMPLES OF SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 35-M-HIGH WALL AT ICARAI BEACH, NITEROI, RJ . . . . . . . . . . . . . 365 SLOPE STABILISATION IN PHYLLITE AT THE ABUTMENT OF A RAILWAY BRIDGE 366 RETROFITTING OF SLOPES IN HONG KONG . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 ANALYSIS OF SOIL NAILED STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 SOIL-NAIL INTERACTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 LIMIT EQUILIBRIUM AND THE EFFECT OF NAILS . . . . . . . . . . . . . . 373 COMPUTER PROGRAMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 DESIGN OPTIMISATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 ANALYSIS OF MIXED SOIL NAILED STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . 379 STABILITY CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 CONTENTS XIV DEFORMATION ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 STABILITY ANALYSIS THROUGH FEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 14 STABILISATION OF ROCK SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 J.A.R. ORTIGAO AND H. BRITO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 TECHNIQUES TO PREVENT BLOCK MOVE-OUT . . . . . . . . . . . . . . . 390 RISK REDUCTION MEASURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 PROTECTIVE WIRE MESH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 FLEXIBLE BARRIERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 DESIGN OF ANCHORS AND BOLTS FOR ROCK BLOCK STABILISATION . . . . . 406 DESIGN OF BOLTS AS DOWELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 DESIGN OF BOLTS FOR TENSION AND SHEAR . . . . . . . . . . . . . . . . 409 DESIGN CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 15 SHOTCRETE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 M. CARNIO AND J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 SHOTCRETE REINFORCEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 PERFORMANCE OF SFRS (STEEL FIBRE REINFORCED SHOTCRETE) . . . . . 417 DEFINITIONS AND COMPOSITE MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . 417 FIBRES AS REINFORCEMENT ELEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 TOUGHNESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 EQUIVALENT STRENGTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 TOUGHNESS RATIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 DESIGN WITH SFRS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 STRESS DISTRIBUTION IN THE CROSS SECTION . . . . . . . . . . . . . . . 420 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 FIBRE TYPE SELECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 CONCRETE CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 EQUIVALENT STRENGTHS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 FIBRE REBOUND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 XV CONTENTS 16 INSTRUMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 QUANTITIES TO BE MEASURED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 INSTRUMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 RAIN GAUGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 PIEZOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 CASAGRANDE PIEZOMETER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 CASAGRANDE PIEZOMETER INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 IN SITU PERMEABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 ADVANTAGES AND DISADVANTAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 OBSERVATION WELL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 VIBRATING WIRE PIEZOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 ADVANTAGES OF VW SENSORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 DISADVANTAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 SURGE PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 PIEZOMETER INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 INCLINOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 INCLINOMETER ACCESS TUBE INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . 438 THE INCLINOMETER SENSOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 LOAD CELLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 SURVEYING GROUND SURFACE DISPLACEMENTS . . . . . . . . . . . . . . 443 EXAMPLE OF AUTOMATIC MONITORING OF A SPECIFIC SLOPE . . . . . . . 444 GEOLOGY AND SOIL PROFILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 INSTRUMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 PIEZOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 THE CLIPER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 DATA ACQUISITION AND SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 RESULTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 VIBRATING WIRE IN-PLACE INCLINOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . 452 ALARM SYSTEMS CONCEPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 THE RAIN GAUGE NETWORK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 HOMEPAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 CRITICAL PRECIPITATION LEVELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 WEATHER FORECAST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 REGIONAL SCALE ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 METEOROLOGICAL DOPPLER RADAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 ALAAAAAARM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 DATA INTEGRATION BETWEEN RADAR AND RAIN GAUGES . . . . . . . . . 464 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 CONTENTS XVI
adam_txt	CONTENTS 1 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 J.A.R. ORTIGAO AND A.S.J. SAYAO TEXT ORGANISATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2 GEOLOGICAL FACTORS IN SLOPE STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . 5 M.A. KANJI INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 BASIC ROCK MASS STRUCTURE INHERITED FROM ITS GENESIS . . . . . . . 6 INTRUSIVE IGNEOUS ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 VOLCANIC ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 SEDIMENTARY ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 METAMORPHIC ROCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 WEATHERING PRODUCTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 SIGNIFICANT GEOLOGIC FEATURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 GEOLOGY AND THE MODE OF FAILURE OF A SLOPE . . . . . . . . . . . . . 19 PLANAR OR TWO-DIMENSIONAL FAILURE MODE . . . . . . . . . . . . . . 19 WEDGE OR THREE-DIMENSIONAL ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . 22 FINAL REMARKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 3 LANDSLIDE CLASSIFICATION AND RISK MANAGEMENT . . . . . . . . 27 J.A.R. ORTIGAO AND M.A. KANJI INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 LANDSLIDE CLASSIFICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 FALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 TOPPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 SLIDES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 FLOW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 RATE OF MOVEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 ADDITIONAL CLASSIFICATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 LANDSLIDE TRIGGERING MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 CREEP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 EL TURI LANDSLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 PURISCAL LANDSLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 A SLOPE TALE OF TWO CITIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 THE LARANJEIRAS SLIDE AND THE GEORIO . . . . . . . . . . . . . . . . 46 THE PO SHAN SLIDE AND THE GEO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 DEBRIS FLOW . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 FACTORS INFLUENCING DEBRIS FLOWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 MORPHOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 RAINFALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 SUSCEPTIBILITY OF DEBRIS FLOWS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 LARGE DEBRIS FLOW, VENEZUELA, 1999 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 LANDSLIDE DESCRIPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 FIELD INSPECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 RISK MAPPING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4 SITE INVESTIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 J.A.R. ORTIGAO, A.S.J. SAYAO AND M.A. KANJI INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67 PRELIMINARY SITE INVESTIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 LANDSLIP INVESTIGATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 PRELIMINARY SURVEYING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 AUGER BOREHOLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 TRIAL PITS AND TRENCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 DETAILED INVESTIGATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 TOPOGRAPHIC SURVEY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 GEOPHYSICAL METHODS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 SEISMIC METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70 EARTH RESISTIVITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 DIRECT METHODS OR BOREHOLES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 SOUNDINGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 PERCUSSION DRILLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 ROTARY DRILLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 MEASUREMENT OF DRILLING PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 MEASUREMENT OF CORE ORIENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 VII CONTENTS MIXED METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 BOREHOLE LOGS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 BLOCK SAMPLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77 IN SITU TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 LABORATORY TESTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 CHARACTERISATION TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 SHEAR STRENGTH TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 TYPICAL STRENGTH PARAMETERS FOR RESIDUAL SOILS FROM RIO DE JANEIRO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 EXAMPLE OF PLANNING DETAILED SITE INVESTIGATION . . . . . . . . . . 81 EXAMPLE OF THE SOBERBO SLIDE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 5 SOIL SLOPE STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 A.S.F.J. SAYAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 SCOPE OF STABILITY ANALYSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 WHY LANDSLIDES OCCUR? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 TYPES OF STABILITY ANALYSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 FACTOR OF SAFETY DEFINITION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90 ANALYSIS TECHNIQUES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 DETERMINISTIC METHODS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 LIMIT EQUILIBRIUM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 STABILITY CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97 INFINITE SLOPE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104 STRESS-STRAIN ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 PROBABILISTIC METHODS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 SLOPE STABILITY ANALYSES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 MODES OF FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 INPUT DATA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 CHOICE OF METHOD OF ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108 CONTENTS VIII 6 ROCK SLOPE STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 FAILURE MECHANISMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 GRAPHIC REPRESENTATION OF JOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109 SHEAR STRENGTH OF ROCK JOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 SHEAR STRENGTH OF PLANE ROCK DISCONTINUITIES . . . . . . . . . . . . 116 BARTON FAILURE CRITERION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 ESTIMATING JRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 JCS EVALUATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119 CORRECTION TO JRC AND JCS DUE TO SCALE EFFECTS . . . . . . . . . . . 119 STRENGTH OF FILLED JOINTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123 EFFECT OF PORE PRESSURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 EQUIVALENT MOHR-COULOMB STRENGTH PARAMETERS . . . . . . . . . . 124 BACKANALYSIS OF FAILURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 STABILITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 PLANAR FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 THREE-DIMENSIONAL WEDGE FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 TOPPLING FAILURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 ROCKFALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135 7 SELECTION OF STABILISATION DESIGN . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 SOIL SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137 SLOPES WITH A ROCK TO SOIL INTERFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 ROCK SLOPES AND ROCKFALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 SUMMARY OF STABILISATION METHODS AND REMEDIAL MEASURES . . . 143 8 DRAINAGE AND SURFACE PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 D. GERSCOVICH AND H. COSTA INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 HYDROLOGICAL CYCLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 SURFACE DRAINAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 HYDRAULIC DESIGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 MAXIMUM DISCHARGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 CONTENTS IX CATCHMENT AREA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 AVERAGE RAINFALL INTENSITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 RUNOFF COEFFICIENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 ADMISSIBLE FLOW VELOCITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 FLOW REGIME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 FLOW VELOCITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 CALCULATION PROCEDURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 FREEBOARD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 EXAMPLE OF HYDRAULIC DESIGN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163 DESIGN OF SURFACE DRAINAGE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 GENERAL CONSIDERATIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165 DRAINAGE DEVICES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 SLOPE DITCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 DOWNSLOPE CHANNELS, STEPPED CHANNELS . . . . . . . . . . . . . . . 170 CATCHPITS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 171 DUMPING BASINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174 SUBSURFACE DRAINAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175 HORIZONTAL DRAINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 CUT-OFF DRAINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 GRANULAR FILTERS AND DRAINS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181 GEOSYNTHETICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 DRAINAGE TRENCHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 DRAIN BLANKET . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186 RELIEF WELLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 RETAINING WALL DRAINAGE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188 DRAINAGE OF VERY LARGE SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 MAINTENANCE WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194 SURFACE PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195 VEGETATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 GRASS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 TREES AND SHRUBS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 GEOMEMBRANES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 IMPERMEABLE SURFACE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 SOIL-CEMENT-LIME MIXTURE (CHUNAM) . . . . . . . . . . . . . . . . 203 SPRAYED CONCRETE (SHOTCRETE) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 BLOCKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 DEBRIS-FLOW PROTECTION WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204 WORKS FOR RESTRICTING THE OCCURRENCE OF DEBRIS FLOWS . . . . . . . 205 SLOPE SUPPORTING DAMS AND STEPPED CHECK DAMS . . . . . . . . . 205 DEBRIS-FLOW CAPTURING WORKS OR SABO DAMS . . . . . . . . . . . . 206 SEDIMENT CONTROL DAMS AND RESERVOIRS OR DEBRIS-FLOW DEPOSITING WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 CONTENTS X DOWNSTREAM CONTROL-WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 DIVERTING AND DEFLECTING WORKS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209 9 RETAINING WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 A.S.F.J. SAYAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 EARTH PRESSURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 ACTIVE AND PASSIVE STATES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214 RANKINE METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216 COULOMB*S THEORY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 GROUNDWATER EFFECT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 STABILITY OF WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223 GLOBAL OR GENERALISED STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 SLIPPING AT THE BASE OF A WALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 CHECK FOR OVERTURNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 CHECK ON THE BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 REINFORCED CONCRETE WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 L -SHAPED WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229 WALLS WITH GROUND ANCHORS AT THE BASE . . . . . . . . . . . . . . . 229 ROCK DOWELLED CONCRETE WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 GRAVITY WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 MASONRY WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 UNREINFORCED CONCRETE WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 GABION WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 SCRAP TYRE WALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 236 CEMENT BAGS FOR SLOPE FAILURE REHABILITATION . . . . . . . . . . . . 237 REINFORCED EARTH WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 10 GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS AND SLOPES . . . . . . . . . . . 243 E.M. PALMEIRA INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 GEOSYNTHETIC RELEVANT PROPERTIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 DESIGN PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 SOIL-RELATED PARAMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 XI CONTENTS GEOSYNTHETIC MECHANICAL PROPERTIES . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 DESIGN OF GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS . . . . . . . . . . . . . . 254 STABILITY CONDITIONS FOR GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS . . . . . . 254 EXTERNAL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 SLIDING OF THE REINFORCED MASS ALONG ITS BASE . . . . . . . . . . . . 256 STABILITY AGAINST WALL OVERTURNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257 VERTICAL STRESS DISTRIBUTION ON THE WALL BASE AND FOUNDATION SOIL-BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 OVERALL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 INTERNAL STABILITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 REINFORCEMENT SPACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 REINFORCEMENT ANCHORAGE LENGTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 LOCALISED SURCHARGE AND COMPACTION . . . . . . . . . . . . . . . . . 269 HORIZONTAL DISPLACEMENTS OF THE WALL FACE . . . . . . . . . . . . . 272 OTHER DESIGN APPROACHES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 GEOSYNTHETIC-REINFORCED STEEP SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . 278 EARTH PRESSURE CALCULATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278 DESIGN CHARTS BY JEWELL (1989) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 VERTICAL STRESSES ON THE SLOPE BASE AND FOUNDATION SOIL BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284 OVERALL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 CONSTRUCTION OF GEOSYNTHETIC REINFORCED WALLS AND STEEP SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 FACING OF THE STRUCTURE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 DRAINAGE SYSTEMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 HANDLING AND STORAGE OF THE GEOSYNTHETICS . . . . . . . . . . . . . 297 WORKED EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297 SOILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 FOUNDATION SOIL (DESIGN VALUES) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 REINFORCEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 EXTERNAL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 EARTH THRUST AND ACTIVE STRESSES ALONG THE REAR FACE OF THE WALL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 SLIDING ALONG THE BASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 WALL OVERTURNING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 DISTRIBUTION OF VERTICAL STRESSES ON THE WALL BASE AND FOUNDATION SOIL-BEARING CAPACITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300 INTERNAL STABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 REINFORCEMENT DESIGN PROPERTIES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 REINFORCEMENT SPACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 302 REINFORCEMENT ANCHORAGE LENGTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 REINFORCEMENT ANCHORAGE AT THE WALL FACE . . . . . . . . . . . . . . 305 CONTENTS XII EVALUATION OF EXPECTED MAXIMUM WALL FACE HORIZONTAL DISPLACEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 11 ANCHORS, BOLTS AND NAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 J.A.R. ORTIGAO AND H. BRITO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 ANCHORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 RECOMMENDED ANCHOR CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . 311 MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 GROUT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314 GREASE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 PLASTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315 STRAIN COMPATIBILITY OF THE BONDED LENGTH PROTECTION . . . . . . 315 ANCHOR, BOLTS AND NAIL TYPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 TEST AND WORKING LOADS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317 INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 DRILLING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 318 GROUTING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 PULL-OUT CAPACITY OF THE BONDED LENGTH . . . . . . . . . . . . . . . 319 SOIL ANCHORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 ROCK ANCHORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 ANCHOR LOAD TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 DEFINITIONS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 PULL-OUT TESTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 322 LOAD APPLICATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 TEST SET-UP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 CRITERION FOR STARTING THE TENSION LOAD TEST . . . . . . . . . . . . . 323 SAFETY CRITERION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 LOAD MEASUREMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 DISPLACEMENT MEASUREMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 INTERPRETATION OF THE RESULTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 ACCEPTANCE CRITERIA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 RESULTS INTERPRETATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325 INTERPRETATION OF PULL-OUT TEST ON NAILS . . . . . . . . . . . . . . . 325 BOLTS AND NAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 CORROSION PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 327 FINAL PROTECTION TO THE ANCHOR HEAD . . . . . . . . . . . . . . . . . 328 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 XIII CONTENTS 12 TIEBACK WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 J.A.R. ORTIGAO AND H. BRITO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 STABILITY ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334 STABILITY ANALYSIS METHODOLOGY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 WEDGE METHOD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 337 PRE-DESIGN CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339 STABILITY ANALYSIS OF COMPLEX CASES . . . . . . . . . . . . . . . . . 343 ANCHOR SPACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 ERROR IN PLANE STRAIN ASSUMPTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344 TIEBACK WALLS SUPPORTED BY MICROPILES . . . . . . . . . . . . . . . 345 WORKED EXAMPLE OF TIEBACK WALL DESIGN . . . . . . . . . . . . . . 345 STRESSES AND DEFORMATION ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 13 SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 J.A.R. ORTIGAO AND E.M. PALMEIRA INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 ORIGIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355 EXPERIENCE IN RESIDUAL AND SAPROLITIC SOILS . . . . . . . . . . . . . 356 CONSTRUCTION METHODS AND SOIL NAILING APPLICATION . . . . . . . . 356 INSTALLATION OF NAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357 NAIL HEAD DETAILS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 THE SLOPE FACING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359 COMPARISON WITH TIEBACK WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 361 COMPARISON WITH REINFORCED WALLS . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 ADVANTAGES OF SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364 LIMITATIONS OF SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 EXAMPLES OF SOIL NAILING . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365 35-M-HIGH WALL AT ICARAI BEACH, NITEROI, RJ . . . . . . . . . . . . . 365 SLOPE STABILISATION IN PHYLLITE AT THE ABUTMENT OF A RAILWAY BRIDGE 366 RETROFITTING OF SLOPES IN HONG KONG . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 ANALYSIS OF SOIL NAILED STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 SOIL-NAIL INTERACTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 LIMIT EQUILIBRIUM AND THE EFFECT OF NAILS . . . . . . . . . . . . . . 373 COMPUTER PROGRAMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 DESIGN OPTIMISATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377 ANALYSIS OF MIXED SOIL NAILED STRUCTURES . . . . . . . . . . . . . . 379 STABILITY CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 CONTENTS XIV DEFORMATION ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 STABILITY ANALYSIS THROUGH FEM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 385 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 14 STABILISATION OF ROCK SLOPES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 J.A.R. ORTIGAO AND H. BRITO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 TECHNIQUES TO PREVENT BLOCK MOVE-OUT . . . . . . . . . . . . . . . 390 RISK REDUCTION MEASURES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 PROTECTIVE WIRE MESH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 FLEXIBLE BARRIERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 DESIGN OF ANCHORS AND BOLTS FOR ROCK BLOCK STABILISATION . . . . . 406 DESIGN OF BOLTS AS DOWELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 408 DESIGN OF BOLTS FOR TENSION AND SHEAR . . . . . . . . . . . . . . . . 409 DESIGN CHARTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 15 SHOTCRETE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 M. CARNIO AND J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 413 SHOTCRETE REINFORCEMENT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415 PERFORMANCE OF SFRS (STEEL FIBRE REINFORCED SHOTCRETE) . . . . . 417 DEFINITIONS AND COMPOSITE MATERIALS . . . . . . . . . . . . . . . . 417 FIBRES AS REINFORCEMENT ELEMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 TOUGHNESS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418 EQUIVALENT STRENGTH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 TOUGHNESS RATIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 DESIGN WITH SFRS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 419 STRESS DISTRIBUTION IN THE CROSS SECTION . . . . . . . . . . . . . . . 420 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 FIBRE TYPE SELECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 EXAMPLE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 CONCRETE CHARACTERISTICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 EQUIVALENT STRENGTHS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 422 FIBRE REBOUND . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 423 XV CONTENTS 16 INSTRUMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 J.A.R. ORTIGAO INTRODUCTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 QUANTITIES TO BE MEASURED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 INSTRUMENTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425 RAIN GAUGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 PIEZOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 426 CASAGRANDE PIEZOMETER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 CASAGRANDE PIEZOMETER INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . 427 IN SITU PERMEABILITY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428 ADVANTAGES AND DISADVANTAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429 OBSERVATION WELL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430 VIBRATING WIRE PIEZOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 ADVANTAGES OF VW SENSORS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 433 DISADVANTAGES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 SURGE PROTECTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 434 PIEZOMETER INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 INCLINOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435 INCLINOMETER ACCESS TUBE INSTALLATION . . . . . . . . . . . . . . . . 438 THE INCLINOMETER SENSOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 LOAD CELLS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 441 SURVEYING GROUND SURFACE DISPLACEMENTS . . . . . . . . . . . . . . 443 EXAMPLE OF AUTOMATIC MONITORING OF A SPECIFIC SLOPE . . . . . . . 444 GEOLOGY AND SOIL PROFILE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 INSTRUMENTATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 PIEZOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446 THE CLIPER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447 DATA ACQUISITION AND SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 RESULTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449 VIBRATING WIRE IN-PLACE INCLINOMETERS . . . . . . . . . . . . . . . 452 ALARM SYSTEMS CONCEPTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452 THE RAIN GAUGE NETWORK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 454 SOFTWARE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 HOMEPAGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 CRITICAL PRECIPITATION LEVELS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 455 WEATHER FORECAST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457 REGIONAL SCALE ANALYSIS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 458 METEOROLOGICAL DOPPLER RADAR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461 ALAAAAAARM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462 DATA INTEGRATION BETWEEN RADAR AND RAIN GAUGES . . . . . . . . . 464 REFERENCES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464 CONTENTS XVI
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