Design of slope stabilizing piles for shallow landslides. 3D numerical analyses and innovative considerations

The use of piles as structural measure to prevent the occurrence of shallow landslides is a very common practice around the world. The efficiency of this technique depends strongly on the design method chosen by the engineer. This investigation will be focused on the review of the existent different approaches for the design of slope stabilizing piles for shallow landslides. The limit equilibrium method will be implemented in order to analyze the contribution of the pile on the improvement of the safety factor of the slope. Three dimensional finite difference analyses are reported in order to investigate the pile-soil interaction in horizontal direction and derive to conclusions regarding the pile spacing and embedded length. Sensitivity analyses were performed varying the soil parameters. Results of the comparison between the FLAC3D analysis and the existent design methods are presented. The pile-load displacement curves were estimated by means of the numerical simulations and compared with the theoric approach. Results reveal that there is a significant difference between the theorical design methods and the numerical results. Finally, an innovative alternative for stabilization of shallow landslides made by pile and geotextile is tentatively introduced.

L’utilizzo di pali come intervento strutturale per prevenire il verificarsi di frane e` una pratica comune nel mondo. L’efficienza di questa tecnica dipende fortemente dal metodo di progettazione scelto dall’ingegnere. Questa trattazione e` rivolta allo studio dei diversi metodi esistenti per la progettazione di pali per la stabilizzazione di pendi in caso di franamenti superficiali. Il metodo dell’equilibrio limite e` utilizzato per analizzare il contributo del palo sul miglioramento del fattore di sicurezza del pendio. Analisi 3D alle differenze finite sono presentate con lo scopo di investigare l’interazione suolo-palo nella direzione orizzontale e le conseguenti conclusioni riguardanti la spaziatura dei pali e le lunghezze di affondamento. Analisi di sensitivita’ sono state realizzate variando i parametri del suolo. I risultati del confronto tra le analisi realizzate con FLAC3D e gli altri metodi di progettazione sono riportati. Le curve P-y sono state relizzate tramite simulazioni numeriche e confrontate con quelle ottenute tramite l’approccio teorico. I risultati mostrano che c’e` una significativa differenza tra i metodi teorici di progettazione e i risultati numerici. Alla fine, un’alternativa innovativa per la stabilizzazione di frane superficiali tramite palo e geotessile e` introdotta in maniera generale.