Stone Column Stabilization of an Active Landslide in Clay-Shale - Theodore Dam Right Abutment

Kent Bannister, Beta Taryana, James Blatz, Rashed Chowdhury, Jasyn Henry, David Elwood, Cody Anderson

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoNiagara 2021: 74th Canadian Geotechnical Conference; 14th joint with IAH-CNC

RÉSUMÉ: La butée à la droite du barrage Theodore à une longue historique d’instabilité de pente. Le barrage est situé sur la rivière Whitesand proche du village de Theodore, environ 40 km au nord-ouest de Yorkton, Saskatchewan. Les mouvements de pente ont été originalement observer en 1997, ceux-ci étaient environ au mi-point de la pente, adjacent à l’évacuateur de crue. Plusieurs mesures de stabilisation étaient implémentées entre 2000 et 2010 pour arrêter le mouvement. Ceci inclut l’installation des pierrés, une berme à pied sur une terre stabilisée mécanographiquement, une clé de cisaillement granulaire, une barrière hydraulique proche au mur de l’aile de l’évacuateur et un matelas drainant granulaire. Des mouvements significatifs en 2016 invoquait des inquiétudes de la fonctionnalité de l’évacuateur dans le futur. Une approche stabilisée était conçue en 2019 et construit l’hiver de 2020. L’approche comprenait le débarquement de la pente supérieure, une berme à pied et l’installation de 72 colonnes de pierre. Cette décision était basée sur l’incapacité d’assécher le réservoir actif, l’optimisation des coûts et la tolérance des risques de l’agence de sécurité de l’eau. La pente de la butée et les murs de l’évacuateur ont été instrumenté avec un système de surveillance à distance pour capturer les déformations pendant et après la construction. Ce projet démontre la faisabilité de l’utilisation des colonnes de pierre vibro-compacté pour stabiliser les glissements d’argile solidifiée c’est-à-dire prolonger l’application des colonnes de pierre au-delà de l’intention général de l’amélioration du sol mou. Ce papier discutera de l’historique de mouvement, les options correctives considérées, les facteurs de design considérés, les défis de construction et l’exécution de construction pour la butée à la droite du barrage Theodore.

ABSTRACT: The right abutment at Theodore Dam has a long history of slope instability. The Dam is located on the Whitesand river near the village of Theodore approximately 40 km northwest of Yorkton, Saskatchewan. Slope movements were first observed in 1997 at approximately the mid-point of the slope, adjacent to the spillway. Multiple stabilization measures were implemented between 2000 to 2010 to arrest the movement. These included the installation of French drains, a mechanically stabilized earth (MSE) toe berm, a granular shear key, a hydraulic barrier near the spillway wingwall and a granular drainage blanket. Significant movements in 2016 raised concerns about the future serviceability of the spillway. A stabilization approach comprised of offloading the upper slope, a toe berm, and the installation of 72 stone columns was designed in 2019 and constructed in the winter of 2020. The abutment slope and the spillway walls were instrumented extensively with a remote monitoring system to capture deformations during and after construction. This project demonstrates the feasibility of utilizing vibro-compacted stone column for stabilization of landslides in clay-shale, extending the application of stone columns beyond the more common purpose of ground improvement of soft soils. This paper will discuss movement history, remedial options, design considerations, construction challenges, and post construction performance of the right abutment slope at Theodore Dam.

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