Numerical Simulation of the effect of particle breakage in rockfill dams

B Kolev

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

Session: FUNDAMENTALS - XI Physical & Numerical Modelling

ABSTRACT: these geotechnical structures. A governing factor in the behavior of rockfill is the particle breakage due to change of moisture, as observed in laboratory and field conditions. Many constitutive models exist for soils but rockfill remains yet a relatively unexplored area and deserves more attention. The particle breakage phenomenon has been incorporated in a rockfill compressibility constitutive model by Alonso and Oldecop, where the suction inside the cracks of the rockfill is a state variable that controls this mechanism. A numerical study on a well instrumented rockfill dam is conducted using this central clay core, and has experienced considerable collapse settlement due to impoundment and rainfall. The instrumentation data provide an excellent opportunity to examine the state-of-the-art modeling techniques for settlement response of rockfill dams. The simulation of the stage construction and impoundment phase is carried out using the above model in Code_Bright, which is a fully coupled three-phase finite element program for unsaturated porous media. Simulation results are used to examine a recently proposed scaling law by Oldecop and Alonso for the compressibility of rockfill. The study concludes with comments on the accuracy of the scaling law and ideas for future developments.

RÉSUMÉ: Les barrages en enrochement présentent un défi pour les ingénieurs en raison des nombreuses incertitudes qui tournent autour le comportement de ces structures géotechniques. Un facteur déterminant dans le comportement des enrochements est la rupture des particules à cause du changement de l'humidité, comme a été observé dans des essaies de laboratoire et sur le terrain. Plusieurs modèles constitutifs existent pour les sols, mais les enrochements restent encore un domaine relativement inexplorée. Le phénomène de rupture des particules a été incorporé dans un modèle constitutif développé par Alonso et Oldecop, où la succion à l'invariable d'état qui contrôle ce mécanisme. Une étude numérique sur un barrage en enrochement bien instrumenté a été réalisée en utilisant ce modèle constitutif. Le barrage est constitué des épaulements rocheux et un noyau d'argile, et a subi un effondrement considérable à cause de la mise en eau et des précipitations. Les données récupérées de modsont effectués à l'aide du modèle susmentionné avec Code_Bright, qui est un logiciel par éléments finis à trois phases entièrement couplées pour les milieux poreux insaturés. Les résultats des simulations sont utilisés pour examiner une loi d'échelle récemment proposée par Oldecop et Alonso pour la compressibilité des enrochements. L'étude conclut avec des commentaires sur l'exactitude de la loi d

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