Factors Affecting Arching in the Core of Earth Dams

Reza Imam, Somayeh Sadeghi, Yousef Javanmardi

In the proceedings of: GeoManitoba 2012: 65th Canadian Geotechnical Conference

Session: T1C - Design of Earth Dams

ABSTRACT: In non-homogeneous earth dams, arching in the core may occur due to the partial transfer of the gravitational loads of the more flexible, normally fine-grained core materials to the stiffer shell, filter, or abutment. This leads to a reduction in vertical stresses in the core, and an increase in the risk of hydraulic fracturing due to hydrostatic pressures applied during impoundment. In the current research, effects of various factors related to dam geometry and material properties on the potential for arching are examined and figures are obtained that can be used to predict the level of expected arching for known values of these factors. Values obtained from these figures are then compared with actual measured data obtained from dam instrumentation. Effects of the material model used in the analyses of arching, and the differences in their predicted arching behavior are also examined.

RÉSUMÉ: Dans les barrages en terre non-homogènes, cambrant dans le noyau peut se produire suite à la cession partielle des charges gravitationnelles des plus souples, normalement des matériaux d'âme à grains fins à l'enveloppe rigide, filtre, ou le pilier. Cela conduit à une réduction des contraintes verticales dans le noyau, et une augmentation du risque de fracturation hydraulique en raison des pressions hydrostatiques appliquées pendant la mise en fourrière. Dans la recherche actuelle, les effets de divers facteurs liés à la géométrie du barrage et les propriétés des matériaux sur le potentiel de voûte sont examinés et les chiffres sont obtenus qui peuvent être utilisés pour prédire le niveau de voûte prévu pour les valeurs connues de ces facteurs. Les valeurs obtenues à partir de ces chiffres sont ensuite comparés avec les données réelles mesurées obtenues à partir de l'instrumentation du barrage. Effets de la modèle de matériau utilisé dans les analyses de cambrer, et les différences dans leur comportement primordial prédit sont également examinés. KEY WORDS:Arching, Earth dam, Hydraulic fracturing, Numerical modeling, Dam core.

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