Observed and calculated arching in the clayey silt of an earth dam

Reza Imam, Nariman Mahabadi

In the proceedings of: GEO2011: 64th Canadian Geotechnical Conference, 14th Pan-American Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 5th Pan-American Conference on Teaching and Learning of Geotechnical Engineering

Session: Embankments and Dams

ABSTRACT: Arching in the core of earth dams may result from the partial transfer of weight of the more flexible, fine-grained core materials to the stiffer shell, filter, or abutment materials. This leads to a reduction in vertical stresses in the core, increasing the risk of hydraulic fracturing when the core is subjected to high water pressures during dam impoundment. In the current research, arching in the clayey silt core of a rockfill dam is examined based on both readings of dam instrumentation and finite element analyses of various dam sections. Since the wide rock valley of the dam varies substantially in depth and shape along the dam longitudinal section, arching occurs differently at the various sections. Effects of cross section shape and height on arching is examined, and differences between measured and calculated values are discussed with respect to the shape and height of the cross-sections analyzed.

RÉSUMÉ: Voilage dans le noyau des barrages en terre peuvent résulter de la cession partielle du poids de la plus souple, matériaux d'âme à grain fin à la plus rigide enveloppe, un filtre, ou des matériaux de butée. Cela conduit à une réduction des contraintes verticales dans le noyau, ce qui augmente le risque de fracturation hydraulique lorsque le noyau est soumis à des pressions hautes eaux pendant la mise en fourrière du barrage. Dans la recherche actuelle, des voûtes dans le noyau de limon argileux d'un barrage en enrochement est examinée en fonction des deux lectures de l'instrumentation du barrage et les analyses par éléments finis de sections différentes du barrage. Depuis la vallée du rock échelle du barrage varie considérablement en profondeur et la forme le long de la section longitudinale du barrage, des voûtes se produit différemment à différentes sections. Effets de la forme et la hauteur de coupe sur voûte est examiné, et les différences entre les valeurs mesurées et calculées sont discutées par rapport à la forme et la hauteur de la croix-sections analysées.

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