Numerical Models in Geomechanics: Proceedings of the Tenth International Symposium on Numerical Models in Geomechanics (NUMOG X), Rhodes, Greece, 25-27 April 2007

754 Pages·2007·32.364 MB·English

by  Pande, G.N.

Cover
Page i
NUMERICAL MODELS IN GEOMECHANICS NUMOG IX
Page ii
This page intentionally left blank.
Page iii
Numerical Models in Geomechanics
NUMOG IX
Edited by
G.N.Pande 
University of Wales , Swanse a, UK
S.Pietruszczak 
McMaster University, Hamilton, Ontario, Canada

A.A.BALKEMA PUBLISHERS LEIDEN/LONDON/NEW YORK/PHILADELPHIA/SINGAPORE
Page iv
Copyright © 2004 Taylor & Francis Group plc, London, UK
All rights reserved. No part of this publication or the information contained herein may be reproduced, stored 
in a retrieval system, or transmitted in any form or by any means, electronic, mechanical, by photocopying 
recording or otherwise, without written prior permission from the publisher.
Although all care is taken to ensure the integrity and quality of this publication and the information herein, no 
responsibility is assumed by the publishers nor the author for any damage to property or persons as a result of 
operation or use of this publication and/or the information contained herein.
Published by: A.A.Balkema Publishers, a member of Taylor & Francis Group plc 
www.balkema.nl and www.tandf.co.uk
This edition published in the Taylor & Francis e­Library, 2006. 
To purchase your own copy of this or any of Taylor & Francis or Routledge’s collection of thousands of eBooks please go to www.eBookstore.tandf.co.uk. 
ISBN 0­203­02396­X Master e­book ISBN 
ISBN 90 5809 636 X (Print Edition)
Page v
Table of contents

 Preface   XI

1.  Constitutive relations for geomaterials
  1.1. Mathematical formulation  
Micromechanics model for cohesive materials  05

A.Misra & G.Thiagarajan 
Multiscale modeling of geomaterials  11

F.Nicot & F.Darve 
Stratified media: continuum approach and its identification based on homogenization technique  17 

S.Pietruszczak & D.Lydzba 
A 2D micromechanical damage model for initially orthotropic materials  25

I.C.Gruescu, D.Kondo, J.F.Shao & V.Pensée 
Mathematical analysis of the hydric behaviour of structured soils  31

A.Koliji, L.Laloui & L.Vulliet 
Aspects of modelling geotechnical problems in hard soil and soft argillaceous rocks  37 

J.Vaunat &A.Gens 
An elastoplastic model for compaction of porous chalk  45 

S.Y. Xie, J.F. Shao & W.Y.Xu 
A constitutive model for mechanical and thermal loading of bonded geomaterials based on the concept of plasticity with extended hardening   51 

R.Nova, R.Castellanza & C.Tamagnini 
Kinematic hardening model predictions of sand behavior under large three­dimensional stress reversals   57 

S.K.Gutta, J.A.Yamamuro & P.V.La 
Predictive capabilities of extended plasticity theories for modeling the incrementally non­linear behavior of granular materials   63 

C.Tamagnini, G.Viggiani & F.Calvetti 
Constitutive model for heaving of frost­susceptible soils   71 

R.Michalowski & M.Zhu 
Elastoplastic analysis of reinforced soil structures using a multiphase approach  77 

G.Hassen & P.de Buhan 
1.2. Description of instabilities and localized deformation  
Failure condition and flow rule of granular materials  85

F.Darve, G.Servant, H.D.V.Khoa & I.Georgopoulos 
Instability study in granular medium using a discrete element method  91

L.Sibille, F.V.Donzé, F.Darve & F.Nicot L.Sibille, F.V.Donzé, F.Darve & F.Nicot
Page vi
Micromechanical investigation of a 2­D granular material with respect to structure evolution and loading paths   99 

R.G.Wan, Al­Mamun & P.J.Guo  
A three­dimensional elasto­viscoplastic strain localization analysis of water­saturated clay   107 

Y.Higo, F.Oka, T.Kodaka & S.Kimoto 
Rock slope stability from microscale to macroscale level  115 

C.Lambert, F.Darve & F.Nicot 
Modelling of shear band propagation in clays using interface elements with finite thickness  121 

H.P.Jostad & L.Andresen 
1.3. Experimental verification and validation  
Modeling the effect of overconsolidation on shear behavior of cohesive soil  131 

A.Prashant & D.Penumadu 
Development of a two­surface model in the multilaminate framework   139 

K­H.Lee & G.N.Pande  
Two approaches to model the behaviour of soft natural clays under principal stress axes rotation  145 

M.Cudny, R.Zentar & N­E. Abriak  
Response envelopes of a multilaminate model for soils  151 

F.Scharinger & H.F.Schwei 
Modelling yielding of soft clays with multilaminate framework  157 

R.M.Roosta, M.Karstunen & M.Koskinen 
Modelling natural Saint­Herblain clay behaviour under various controlled stress and strain paths   165 

R.Zentar, N­E.Abriak & D.Rangeard  
Undrained shearing of soft natural clays  173 

M.Karstunen & M.Koskinen 
Practical constitutive model for soil liquefaction  181 

S.­S. Park & P.M . Byrne  
Assessing the swelling/shrinkage potential of Italian soils via neural network approach  187 

C.Meisina & Y.Najjar 
Prediction of shear strength parameter of alluvial and quarried rockfill materials  195 

S.M.Abbas, K.G.Sharma & A.Vardarajan 
2. Numerical algorithms: formulation and performanc  
Numerical simulation of the post­liquefaction behaviour of soils modelled as a Bingham material   205 

S.Montassar & P.de Buhan 
Performance of the generalized­α integration method in dynamic geotechnical problems   211 

S.Kontoe, L.Zdravkovic & D.M.Potts 
Constitutive model update using observed field behavior  217 

C.Marulanda, J.Butkovich, Y.M.A.Hashash & J.Ghaboussi 
Inverse analysis of in­situ geotechnical measurements using a genetic algorithm   223 

Y.Malécot, S.Levasseur, M.Boulon & E.Flavigny 
Two different strategies for the implementation of the elastoplastic constitutive model “Sinfonietta Classica”   229

M.Leoni
Page vii
Numerical integration of a constitutive law for analysing the long­term behaviour of a ballast railway platform   237 

M.Abdelkrim & P.de Buhan 
Implementation of a viscoplastic algorithm for critical state soil models  243 

D.A.Shuttle 
Application of the random set finite element method (RS­FEM) in geotechnics   249 

G.M.Peschl & H.F.Schweiger 
A method of statistical reconstruction of the fractures network for numerical studies of rock foundations  257 

P.Alfonsi, O.Fouché & E.Bourgeois 
Alternative solution methods for large deformations in geomechanics  265 

M.Nazem & D.Sheng 
Automatic geometry optimization for stress analysis of underground excavations  273 

A.M.Zsáki & J.H.Curran 
Finite element modeling of stacked­drift cavern construction   279 

Y.­M.Hsieh & A.J.Whittle  
Study of circular plates on an elastic nonlinear Winkler­Pasternak­type foundation with the Chebyshev series method   285 

I.Mura & P.Manca 
Discontinuous velocity field for general yield criteria  291 

A.V.Lyamin, K.Krabbenhoft, M.Hjiaj & S.W.Sloan 
Upper bound shakedown analysis of geostructures  297 

K.Krabbenhoft, A.V.Lyamin, M.Hjiaj & S.W.Sloan
A lower bound formulation for shakedown analysis  303 

M.Hjiaj, A.V.Lyamin, K.Krabbenhoft & S.W.Sloan 
3. Modelling of transient, coupled and dynamic problems  
Thermal­hydraulic­chemical­mechanical (THCM) behaviour of unsaturated soils—applications in the nuclear waste disposal context   311 

P.J.Cleall, H.R.Thomas, S.C.Seetharam & T.A.Melhuish 
Thermo­hydro­mechanical behaviour of unsaturated bentonite   319 

T.S.Nguyen, A.P.S. Selvadurai & G.Armand 
Effects of an alkaline plume on the behaviour of the Callovo­Oxfordian argillites: modelling of the hydro­mechanical behaviour with chemical damage   327 

J.C.Robinet, F.Plas & E.Jacquot 
Simulation of miscible cement grout injection in saturated porous media  335 

O.Chupin, N.Saiyouri & P.­Y.Hicher  
Simulation of filtration for transport of cementitious grout in soil  341 

Y.S.Kim & A.J.Whittle 
Chemo­mechanical coupling and damage enhanced dissolution at intergranular contact   349 

T.Hueckel & L.B.Hu 
Chemical transport in a fluid­saturated porous column   355

W.Dong & A.P.S. selvadurai 
Predictive modelling of the Temperature Buffer Test (TBT) with Sore’t effect   363

J.C.Robinet, T.D. Bui, K.D.Dang. Q.V.Trinh, F.Plas & B.Vignal
Page viii
Gas flow mechanism in an engineered barrier system  369

G.Klubertanz, J.Croise, M.de Combarieu & S.Yamamoto 
Numerical study of effective factors on the chemical transport through composite liners  375

H.Ghiabi & A.Pak 
Poroelastic damage resulting from an in­plane loaded disc anchor   381

A.P.S.Selvadurai & A.Shirazi 
Back analysis of hydrodynamic of Serrata bentonite from engineered barriers: application of the Febex project   389

J.C Robinet, T.D.Bui, K.D.Dang, Q. V.Trinh, F.Plas & B.Vignal 
Multi­asperity contact model for wave propagation through rock joint   395

A.Misra & O. Marangos 
4. Application ofnumerical techniques to practical problems  
4.1. Tunnels and underground structures  
NATM­tunnelling in softening stiff clays and weak rocks   407

S.C. Moller, P.A.Vermeer & T. Marcher 
Evaluation of the mechanism of tunnel face failure using X­ray CT scanner   415

D.Takano, H.Nagatani, J.Otani & T.Mukunoki 
Collapse analysis for two parallel circular tunnels with different diameters in soil  421

J.Xie, M.J.Gunn &A.Rahim 
Excessive grout pressures around the lining of shield driven tunnels in soft soils  427

D. Nakken, C.B.M.Blom & K.J.Bakker 
The stability of tunnel face accounting for the effects of groundwater  433

N.Droniuc, J.P.Magnan & R.Al Hallak 
Influence of elastic non­linearities on the computed efficiency of bolt­reinforcement oftunnel walls   439

S.Coquillay, E.Bourgeois & J.F. Serratrice 
Numerical and experimental analysis of grout­reinforced tunnel   445

J.S.Lee, C.S.Bang, LY.Choi & H.U.Lee 
The use of slip coatings to mitigate the effects of pile loading on existing tunnels  453

F.C.Schroeder, D.M.Potts & T.L.Addenbrooke 
Equivalent continuum simulation of excavations in rock mass  461

G.M.Latha & T.G.Sitharam 
Smart management system for tunnelling  467

C.Y.Kim, K.Y.Kim, S.W.Hong, H.S.Shin, M.R.Son & G.J.Bae 
4.2. Foundations, piles and anchors  
Finite element analysis of layered viscoelastic system under vertical circular loading  479

Q.Xu, M.S.Rahman & A.A.Tayebali 
The interaction between strip surface footings on clay  487

L.Zdravkovic & J.L.Neo 
The bearing capacity of a circular footing under 'punch­through' failure   493 

D.H.Edwards & D.M.Potts
Page ix
Numerical investigation of the effect of foundation depth on settlement  499

L Zdmvkovic, D.M.Potts & N.W.T.Lui 
Numerical analyses of load tests on bored piles  505

M.Wehnert & P.A.Vermeer 
Fixed head pile group embedded in sand ­ sensitivity analysis   513

B.B.Budkowska & Z. Abedin 
Time factor concept in one dimensional pile consolidation theories  521

E.Imre 
Three dimensional pullout capacity of earth anchors  527

R.S.Merifield, A.V.Lyamin & S.WSloan 
Finite element analysis of the pull­out capacity of suction anchors   535

N.Droniuc, J.P.Magnan, K.h.Droniuc & A.Puech 
Finite element modelling of drag­in plate anchor installation   541

S.Elkhatib & M.E.Randolph 
Embedded stiffhess approach to compute the optimum configuration of reinforcements  549

M.M.Farias & R.D.F.Durand 
4.3. Excavations, slopes and embankments  
Numerical simulations of partially supported excavations  559

Ph.Mestat, N.Droniuc, J.P.Magnan & P.Humbert 
The new deep water quay "Port 2000" of Le Havre, France: field monitoring and performance prediction   565

S.Marten, L.Delattre, Ph.­D.Nguyen, E.Bourgeois, Ph.Joignant & J.­L.Gobert  
Deep excavation in stiff clay: comparison between numerical analyses and in­situ­measurements   573

W.Krajewski & O.Reul 
Analysis of ground surface settlement induced by excavation  579

C.Y.Ou & T.C.Kung 
A comparison between observed and predicted deformations of an old dam during reservoir operation  587

N.Kovacevic, P.R.Vaughan & D.M.Potts 
3D numerical modeling of a landslide in Switzerland  595

S.Commend, F.Geiser & L.Tacher 
Analyses of progressive failure in long natural slopes  603

L.Andresen & H.P.Jostad 
High energy impact on embankments­a numerical discrete approach   609

J­P.Plassiard, E.V.Donze & P.Plotto  
Coupled finite element analysis of the construction of a large Italian embankment dam founded on stiff clay  615

C.Callari, R.Jappelli & F.Raggi 
Finite element analysis of slope stability  623

D.EE.Stolle, P.Guo, K.Ng & G.Sedran 
Time­dependent behaviour of soft soils during embankment construction ­ a numerical study   631

R.B.J.Brinkgreve 
Rapid and accurate embankment slope stability analysis using artificial neural networks  639 

J.Maccabiani & A.R.Koelewijn