Comparison Between Hydraulic And Hydro-Mechanical Analyses For Estimating Flow Rate In Rock Masses Case Study: Upper Gotvand Dam Foundation - Iran

Kiarash Farahmand

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoVancouver 2016: 69th Canadian Geotechnical Conference

Session: FUNDAMENTALS - VI Soil & Rock Mechanics

ABSTRACT: Water flow through fractured rock masses is one of the important topics in civil, mining and environmental engineering fields. In order to estimate accurately water flow rate in fractured rock media, it is crucial to take into account the Hydro-Mechanical (HM) coupling processes occurring between the solid body of rock fractures and fluid flow. In this study, differences between HM analysis, considering HM coupling interactions, and hydraulic analysis have been investigated through numerical models as well as in a large scale model of Upper Gotvand dam foundation as a case study. The results show that flow rates obtained from HM analysis are significantly higher than those obtained from hydraulic analysis since in HM analysis the change of water pressure can lead to aperture change. In this regard, two different behaviors can be seen for a fracture: (a) if the water pressure exceeds in a fracture compared to the overburden load, the fracture aperture increases, and such condition can be seen at depth less than 40 meters for the studied case; (b) if the overburden load on the fracture is higher than the water pressure, the fracture aperture decreases as seen at depth greater than 40 m in the studied case. The changes in fracture apertures lead to a flow regime in the fractured rock mass different from the one predicted using hydraulic analysis. The results of the study were applied to design of the Dam foundation and abutments.

RÉSUMÉ: Le débit d'eau à travers les masses rocheuses fracturées est l'un des sujets importants en matière civile, les mines et les champs d'ingénierie environnementale. propriétés mécaniques Hydro-couplage (HM), doit être prise en compte afin d'estimer le débit de l'eau avec précision. Dans cette étude, les différences entre l'analyse HM, compte tenu de couplage HM, et analyse hydraulique ont été étudiés au moyen de modèles numériques, ainsi que dans un modèle à grande échelle de la fondation du barrage Upper Gotvand comme une étude de cas. Les résultats montrent que les débits obtenus à partir de l'analyse HM sont significativement plus élevés que ceux obtenus par l'analyse hydraulique depuis l'analyse SM le changement de pression de l'eau peut conduire à un changement d'ouverture. À cet égard, deux comportements différents peuvent être vus pour une fracture: si la pression de l'eau dépasse une fracture par rapport à la charge des morts-terrains, l'ouverture de fracture augmente, et cette condition pourrait être vu à une profondeur inférieure à 40 mètres pour le cas étudié; si la charge des morts-terrains à la fracture est supérieure à la pression de l'eau, l'ouverture de la fracture diminue comme on le voit plus en profondeur dans le cas étudié. Les changements dans les ouvertures de fracture conduisent à un régime d'écoulement dans la roche fracturée de masse différent de celui prédit par analyse hydraulique. Les résultats de l'étude ont été appliquées à la conception de la fondation du barrage et des culées.

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Citer cet article:
Kiarash Farahmand (2016) Comparison Between Hydraulic And Hydro-Mechanical Analyses For Estimating Flow Rate In Rock Masses Case Study: Upper Gotvand Dam Foundation - Iran in GEO2016. Ottawa, Ontario: Canadian Geotechnical Society.

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