A method for the design of a bolting system for rock slopes

This paper presents a new approach to predict both the strengthening effect of a bolting system and the deformation of reinforced rock slopes. This approach is based on a new analytical model which allows one to compute the bolt contribution to the shear strength of a rock joint as well as the associated joint displacement. The main characteristics of this model is the consideration of the interaction of the axial force and the shear force acting in bolts and the consideration of large plastic deformations for the computation of the bolt displacement. For a slope, defined by the height, the dip angle of the discontinuities and the mechanical properties of both the discontinuities and the intact rock, it is shown how to judiciously select the main characteristics of the reinforcement system in order to obtain the required safety factor. Cet article présente une nouvelle approche pour la détermination de l’effet d’un boulonnage systématique sur la stabilité et les déformations des talus rocheux. Ce nouveau modèle analytique permet de calculer la contribution d’une barre à la résistance au cisaillement d’un joint rocheux ainsi que le déplacement qui en résulte. Ce modèle prend en compte l’interaction entre l’effort normal et l’effort tranchant mobilisés dans la barre ainsi que les grandes déformations plastiques de la barre. Pour un talus défini par sa hauteur, le pendage des couches, les caractéristiques mécaniques de la roche intacte et des joints, il est possible de déterminer judicieusement les paramètres du boulonnage systématique pour obtenir le facteur de sécurité requis. Der vorliegende Beitrag stellt eine neuartige Betrachtung zur Vorhersage der Wirkungsweise von passiven Ankern und der Verformungen ankerverstarkter Felsböschungen vor. Diese Fußt auf einem neuen Rechenmodell, das den Beitrag des Ankers zur Scherfestigkeit einer Felstrennfläche and die dazugehörige Verschiebung anzugeben erlaubt. Dieses Modell berücksichtigt die Wechselwirkung der Normal- und der Scherkraft im Anker sowie große plastische Ankerverformungen. Es wird gezeigt, wie sich für eine durch ihre Höhe, die Schichtneigung sowie die mechanischen Kennwerte des Felsens und der Trennflächen definierte Böschung die Kenngröβen einer systematischen Verankerung ermitteln lassen, um einem gewünschten Sicherheitsbeiwert zu erhalten.