Thermoporomechanics of landslides

ABSTRACT

The problem of creeping landslides accompanied by heat production due to friction on their base is studied here. The landslide is modelled using a rigid block that slides over a clayey zone of finite width and a thermal softening and velocity strengthening constitutive law for the friction coefficient of the basal clay material. As time progresses, the sliding process enters an irreversible, highly unstable procedure, when the heat dissipation at the base of the slide starts localizing towards an infinitesimally small shear band of the order of mm. The influence of this transition to the stability of the slide is explored by applying this model in the famous landslide of the Vaiont valley (Northern Italy). The model is calibrated upon the real velocity data of the slide verifying that the onset of the localization of dissipation is also a stability threshold for deep seated thermally driven landslides.

RÉSUMÉ

On étudie le problème des mouvements de terrain accompagnés de production de chaleur en raison du frottement sur leur base. Le glissement est modélisé en utilisant un bloc rigide qui glisse sur une zone argileuse de largeur finie dont le comportement présente un radoucissant thermique et un écrouissage en vitesse. Au cours du temps, le processus de glissement entre dans une phase irréversible, extrêmement instable, quand la dissipation de chaleur à la base du glissement commence à se localiser sur une bande infinitésimale de l'ordre du millimètre. L'influence de cette transition sur la stabilité du glissement est explorée en appliquant ce modèle au cas célèbre du Vaiont (Italie du Nord). Le modèle est étalonné sur les données réelles de vitesse de glissement; on vérifie que le début de la localisation de la dissipation est aussi un seuil de stabilité pour les glissements profonds.

KEYWORDS:

• friction
• landslides
• irreversible thermodynamics
• temperature

MOTS-CLÉS:

• frottement
• glissement de terrain
• thermodynamique irréversible
• température