Calibration concepts for load and resistance factor design (LRFD) of reinforced soil walls

Richard J. Bathurst, Tony M. Allen, Andrzej S. Nowak
2008 Canadian geotechnical journal (Print)  
Reliability-based design concepts and their application to load and resistance factor design (LRFD or limit states design (LSD) in Canada) are well known, and their adoption in geotechnical engineering design is now recommended for many soil-structure interaction problems. Two important challenges for acceptance of LRFD for the design of reinforced soil walls are (i) a proper understanding of the calibration methods used to arrive at load and resistance factors, and (ii) the proper
more » ... proper interpretation of the data required to carry out this process. This paper presents LRFD calibration principles and traces the steps required to arrive at load and resistance factors using closed-form solutions for one typical limit state, namely pullout of steel reinforcement elements in the anchorage zone of a reinforced soil wall. A unique feature of this paper is that measured load and resistance values from a database of case histories are used to develop the statistical parameters in the examples. The paper also addresses issues related to the influence of outliers in the datasets and possible dependencies between variables that can have an important influence on the results of calibration. Key words: load and resistance factor design (LRFD), limit states design (LSD), reliability-based design, closed-form solutions, reinforced soil walls, steel reinforcement, pullout. Résumé : On connaît bien les concepts de conception basés sur la fiabilité et leur application au facteur de conception de charge et de résistance (LRFD ou la conception aux états limites au Canada), et on recommande maintenant leur adoption en conception d'ingéniérie géotechnique pour plusieurs problèmes d'interaction sol-structure. Deux importants défis pour l'acceptation du LRFD pour le calcul de murs en sol armé sont : (i) une bonne compréhension des méthodes de calibrage utilisées pour arriver aux facteurs de charge et de résistance, et (ii) la bonne interprétation des données requises pour réaliser ce processus. Cet article présente les principes de calibrage du LRFD et trace les étapes requises pour arriver aux facteurs de charge et de résistance en utilisant des solutions exactes pour un état limite typique d'arrachement d'éléments d'armature en acier dans la zone d'ancrage d'un mur en sol armé. Une caractéristique unique de cet article est que des valeurs de charges et de résistances mesurées provenant d'une base de données d'histoires de cas sont utilisées pour développer les paramètres statistiques dans les exemples. Cet article traite aussi des problèmes reliés à l'influence des données étrangères dans les ensembles de donnée et des dépendances possibles rentre les variables qui peuvent avoir une influence importante sur les résultats du calibrage. Mots-clés : facteurs de conception de charge et de résistance « LRFD » conception d'état limite « LSD », conception basée sur la fiabiliité, solutions exactes, murs en sol armé, armature d'acier, arrachement. [Traduit par la Rédaction]
doi:10.1139/t08-063 fatcat:6yqyfr7t6ba53i5tm7rrl5d3ry