Effectiveness of Horizontal Sub-drain for Slope Stability on Crack Soil Using Numerical Model
- 1. Sepuluh Nopember Institute of Technology
- 2. King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang
Description
Abstract A landslide occurred in the hilly area of Tulakan District, Pacitan, East Java Province, Indonesia. This was due to a period of heavy rain, resulting in a cumulative intensity of over 1000 mm in one month and a maximum daily rainfall exceeding 300 mm. Previous reports have suggested the use of horizontal sub-drains to manage groundwater levels and rainwater seepage to reduce the impact on slope stability. Therefore, this study aimed to determine the effectiveness of horizontal sub-drain as an alternative for managing groundwater and rainwater that seeped into the soil to increase the slope factor of safety by using numerical model. It also considered various factors such as the effect of real-time rainfall over a 30-day period before the landslide, hydraulic conductivity, soil parameter due to cracking and weathering, and the existing groundwater level. The coupled programs SEEP/W and SLOPE/W were used for analyses. The result showed that the horizontal sub-drain only increased the safety factor by less than 2% in the presence of a vertical crack and up to 7.7% with vertical cracks and weak layers in high ground water levels. In addition, this study found that horizontal sub-drains could be more effective in increasing the safety factor up to 11.5% when the rainfall intensity was higher (between 1.41 × 10 –0.5 and 1.85 × 10 –0.7 m/s) and lasted for 14 days. The installation position of the drains, soil conditions, rainfall condition, and contour topography were some of the factors that influenced the effectiveness of the horizontal sub-drains in increasing slope stability.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
الخلاصة: حدث انهيار أرضي في المنطقة الجبلية في منطقة تولكان، باسيتان، مقاطعة جاوة الشرقية، إندونيسيا. كان ذلك بسبب فترة من الأمطار الغزيرة، مما أدى إلى كثافة تراكمية تزيد عن 1000 مم في شهر واحد وأقصى هطول يومي للأمطار يتجاوز 300 مم. اقترحت التقارير السابقة استخدام المصارف الفرعية الأفقية لإدارة مستويات المياه الجوفية وتسرب مياه الأمطار للحد من التأثير على استقرار المنحدرات. لذلك، هدفت هذه الدراسة إلى تحديد فعالية الصرف الفرعي الأفقي كبديل لإدارة المياه الجوفية ومياه الأمطار التي تتسرب إلى التربة لزيادة عامل انحدار السلامة باستخدام النموذج العددي. كما نظر في عوامل مختلفة مثل تأثير هطول الأمطار في الوقت الفعلي على مدى 30 يومًا قبل الانهيار الأرضي، والموصلية الهيدروليكية، ومعلمة التربة بسبب التكسير والتجوية، ومستوى المياه الجوفية الحالي. تم استخدام البرامج المقترنة SEEP/W والمنحدر/W للتحليلات. أظهرت النتيجة أن التصريف الفرعي الأفقي زاد عامل الأمان بنسبة أقل من 2 ٪ فقط في وجود تشقق رأسي ويصل إلى 7.7 ٪ مع تشققات رأسية وطبقات ضعيفة في مستويات المياه الجوفية المرتفعة. بالإضافة إلى ذلك، وجدت هذه الدراسة أن المصارف الفرعية الأفقية يمكن أن تكون أكثر فعالية في زيادة عامل الأمان حتى 11.5 ٪ عندما كانت كثافة هطول الأمطار أعلى (بين 1.41 × 10 –0.5 و 1.85 × 10 –0.7 م/ث) واستمرت لمدة 14 يومًا. كان موضع تركيب المصارف، وظروف التربة، وحالة هطول الأمطار، والتضاريس الكنتورية بعض العوامل التي أثرت على فعالية المصارف الفرعية الأفقية في زيادة استقرار المنحدر.Translated Description (French)
Résumé Un glissement de terrain s'est produit dans la région vallonnée du district de Tulakan, Pacitan, province de Java Est, Indonésie. Cela était dû à une période de fortes pluies, entraînant une intensité cumulée de plus de 1000 mm en un mois et une pluviométrie quotidienne maximale supérieure à 300 mm. Des rapports précédents ont suggéré l'utilisation de sous-drains horizontaux pour gérer les niveaux d'eau souterraine et les infiltrations d'eau de pluie afin de réduire l'impact sur la stabilité des pentes. Par conséquent, cette étude visait à déterminer l'efficacité du sous-drain horizontal comme alternative pour la gestion des eaux souterraines et des eaux pluviales qui s'infiltrent dans le sol afin d'augmenter le facteur de pente de la sécurité en utilisant un modèle numérique. Il a également pris en compte divers facteurs tels que l'effet des précipitations en temps réel sur une période de 30 jours avant le glissement de terrain, la conductivité hydraulique, le paramètre du sol dû à la fissuration et à l'altération, et le niveau existant des eaux souterraines. Les programmes couplés SEEP/W et SLOPE/W ont été utilisés pour les analyses. Le résultat a montré que le sous drain horizontal n'augmentait le facteur de sécurité que de moins de 2% en présence d'une fissure verticale et jusqu'à 7,7% avec des fissures verticales et des couches faibles dans les niveaux élevés d'eau souterraine. En outre, cette étude a révélé que les sous-drains horizontaux pourraient être plus efficaces pour augmenter le facteur de sécurité jusqu'à 11,5 % lorsque l'intensité des précipitations était plus élevée (entre 1,41 × 10 -0,5 et 1,85 × 10 -0,7 m/s) et durait 14 jours. La position d'installation des drains, les conditions du sol, l'état des précipitations et la topographie du contour ont été quelques-uns des facteurs qui ont influencé l'efficacité des sous-drains horizontaux pour augmenter la stabilité de la pente.Translated Description (Spanish)
Resumen Se produjo un deslizamiento de tierra en la zona montañosa del distrito de Tulakan, Pacitan, provincia de Java Oriental, Indonesia. Esto se debió a un período de fuertes lluvias, lo que resultó en una intensidad acumulada de más de 1000 mm en un mes y una precipitación máxima diaria superior a 300 mm. Informes anteriores han sugerido el uso de subdrenes horizontales para gestionar los niveles de agua subterránea y la filtración de agua de lluvia para reducir el impacto en la estabilidad de los taludes. Por lo tanto, este estudio tuvo como objetivo determinar la efectividad del subdrenaje horizontal como una alternativa para la gestión de las aguas subterráneas y pluviales que se filtraron en el suelo para aumentar el factor de pendiente de seguridad mediante el uso de un modelo numérico. También consideró varios factores como el efecto de la lluvia en tiempo real durante un período de 30 días antes del deslizamiento de tierra, la conductividad hidráulica, el parámetro del suelo debido al agrietamiento y la meteorización, y el nivel de agua subterránea existente. Los programas acoplados SEEP/W y SLOPE/W se utilizaron para los análisis. El resultado mostró que el subdrenaje horizontal solo aumentó el factor de seguridad en menos del 2% en presencia de una grieta vertical y hasta un 7,7% con grietas verticales y capas débiles en niveles altos de agua subterránea. Además, este estudio encontró que los subdrenes horizontales podrían ser más efectivos para aumentar el factor de seguridad hasta un 11,5% cuando la intensidad de la lluvia fue mayor (entre 1,41 × 10 -0,5 y 1,85 × 10 -0,7 m/s) y duró 14 días. La posición de instalación de los drenes, las condiciones del suelo, la condición de lluvia y la topografía del contorno fueron algunos de los factores que influyeron en la efectividad de los subdrenes horizontales para aumentar la estabilidad de los taludes.Files
s10706-023-02550-1.pdf.pdf
Files
(6.3 MB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:6e2a636ba9735bd4114f73b8003f911e
|
6.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- فعالية التصريف الفرعي الأفقي لاستقرار الانحدار على تربة الشقوق باستخدام النموذج العددي
- Translated title (French)
- Efficacité du sous-drain horizontal pour la stabilité de la pente sur le sol fissuré à l'aide d'un modèle numérique
- Translated title (Spanish)
- Eficacia del subdrenaje horizontal para la estabilidad de taludes en suelos agrietados utilizando un modelo numérico
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4384035777
- DOI
- 10.1007/s10706-023-02550-1
References
- https://openalex.org/W1827694477
- https://openalex.org/W2012379032
- https://openalex.org/W2015268274
- https://openalex.org/W2069527243
- https://openalex.org/W2074719798
- https://openalex.org/W2075959001
- https://openalex.org/W2080911592
- https://openalex.org/W2093617021
- https://openalex.org/W2093821662
- https://openalex.org/W2124073442
- https://openalex.org/W2206189774
- https://openalex.org/W2273251202
- https://openalex.org/W2276337795
- https://openalex.org/W2327805033
- https://openalex.org/W2329979750
- https://openalex.org/W2415771818
- https://openalex.org/W2509507403
- https://openalex.org/W2559234305
- https://openalex.org/W2740036880
- https://openalex.org/W2771987275
- https://openalex.org/W2788959114
- https://openalex.org/W2791230305
- https://openalex.org/W2809171577
- https://openalex.org/W2886492891
- https://openalex.org/W2917515907
- https://openalex.org/W2945818451
- https://openalex.org/W2964158011
- https://openalex.org/W2999744213
- https://openalex.org/W3003342391
- https://openalex.org/W3003995992
- https://openalex.org/W3025897379
- https://openalex.org/W3118792055
- https://openalex.org/W3199673191
- https://openalex.org/W3204220623
- https://openalex.org/W4220982885
- https://openalex.org/W4226103622
- https://openalex.org/W4281485930
- https://openalex.org/W4281671867
- https://openalex.org/W4283653934
- https://openalex.org/W4285043395
- https://openalex.org/W4294068672