Reliability-based designs procedure of earth retaining walls in geotechnical engineering

Abstract

RESUMEN: El diseño y construcción de cimentaciones, estructuras de contención y taludes se basan generalmente en formulaciones deterministas que no permiten la distinción entre la variabilidad natural y la dispersión inherente de los parámetros geotécnicos. Debido a la variabilidad inherente de las propiedades del suelo, existe una tendencia cada vez mayor en la implementación de diseños basados en la confiabilidad en geotecnia, con el fin de reducir las incertidumbres con métodos probabilísticos. Los diseños por confiabilidad requieren la definición de las funciones de densidad de probabilidad de las propiedades geotécnicas, además de tener el conocimiento de la variabilidad espacial correspondiente a cada tipo de suelo. Este artículo identifica los procedimientos, tipo de investigación del subsuelo, simulaciones y las áreas de estudio más comunes en los diseños geotécnicos basados en la confiabilidad. Se resalta la importancia de la longitud de correlación en la definición de los factores de reducción para determinar las probabilidades de falla y que el método de simulación más utilizado en estos diseños es Monte Carlo. Las áreas de la geotecnia más estudiadas en confiablidad son las de diseño de cimentaciones y análisis de estabilidad de las laderas, mientras que los análisis de muros de contención y muros de gaviones son los menos estudiados. Por otra parte, no se encontraron estudios en la determinación de la variación de la fricción suelo-muro ni en la influencia geológica para este tipo de estructuras, lo que implica un gran potencial para futuras investigaciones.

ABSTRACT: The design and construction of foundations, retaining structures and slopes are usually based on deterministic formulations that do not allow the distinction between the natural variability and the inherent dispersion in the geotechnical parameters. Due to the inherent variability of the soil properties, there is a growing trend to implement reliability-based designs in geotechnical engineering to reduce design uncertainties by probabilistic methods. The reliability designs require the definition of the probability density functions of the geotechnical properties, as well as knowledge of the spatial variability of soils. This paper identifies the procedures, type of soil investigations, simulations and the most commonly studied areas in geotechnical reliability-based designs. The importance of the correlation length in defining the reduction factors to determine the probabilities of occurrence of events, with Monte Carlo as the most used simulation method in this type of designs, is highlighted. The most commonly studied problems in this regard are related to foundation design and slope stability analyses whereas earth retaining walls and gabion walls are the less studied. Furthermore, no study was found in the determination of the variation of the soil-wall friction nor in the geological influence for this type of structures, which implies a great potential for future research in these areas.