Investigating static liquefaction as a potential mode of failure for Edenville dam via numerical simulation

ABSTRACT: On May 19th, 2020, Edenville Dam (Michigan) failed after the area was subjected to intense rainfall. An independent forensic team (IFT) released a preliminary report in which three probable causes of failure are identified. The IFT considers static liquefaction of the embankment to be the most probable cause of failure. The objective of this paper is to perform a simple investigation of static liquefaction as a potential mode of failure for Edenville dam. The SIGMA/W software (GeoStudio) is used to simulate the rise of reservoir level during the rainfall and its impact on the overall stability of the dam. The NorSand constitutive model is used to model the dam body. While many hypotheses are made to conduct this simplified study, the simulation results nevertheless show that static liquefaction of the dam is indeed possible as a direct consequence of the rapid increase in reservoir level.

RÉSUMÉ: Le 19 mai 2020, le barrage Edenville (Michigan) s'est rompu après que la région eut été soumise à des précipitations intenses. Une équipe d'enquête indépendante (EEI) a publié un rapport préliminaire dans lequel trois causes de rupture probables sont identifiées. L'EEI considère que la liquéfaction statique du barrage est la cause la plus probable de la rupture. L'objectif de cet article est de réaliser une étude simplifiée de la liquéfaction statique comme mode potentiel de rupture du barrage Edenville. Le logiciel SIGMA/W (GeoStudio) est utilisé pour simuler l'élévation du niveau du réservoir pendant les précipitations et son impact sur la stabilité globale du barrage. La loi de comportement NorSand est utilisée pour modéliser le corps du barrage. Malgré les nombreuses hypothèses avancées pour réaliser cette étude simplifiée, les résultats des simulations montrent néanmoins que la liquéfaction statique du barrage est effectivement possible en conséquence directe de l'augmentation rapide du niveau du réservoir.