Attaining Model Equivalence - Calibrating Material Parameters for Gardiner Dam with 3D Numerical Modelling

Vicki Nguyen, Joseph Quinn, Kevin Gelleta, Daniel G. Bertrand, Imteaz Bhuiyan

Dans les comptes rendus d’articles de la conférence: GeoCalgary 2022: 75th Canadian Geotechnical Conference

Session: W1

RÉSUMÉ: Le barrage Gardiner est situé sur la rivière Saskatchewan Sud. Il est détenu et exploité par la Water Security Agency (WSA). Dès le début de la construction en 1958, des déformations sont enregistrées le long de zones de cisaillement définies, dans les schistes argileux de la formation Bearpaw sous-jacente. Les taux de déformation se sont considérablement atténués avec le temps et ils sont maintenant de l’ordre de quelques millimètres par an. Une étude est en cours pour développer des modèles numériques 3D, au moyen de FLAC3D, afin d’améliorer la compréhension actuelle de la performance géotechnique historique du barrage. Ces modèles serviront aussi d’outils prédictifs pour évaluer les impacts potentiels des déformations futures. La sélection des paramètres d’analyse a été effectuée en calibrant le modèle par rapport aux déformations observées pendant la construction et après le remplissage du réservoir. La précision de la calibration est évaluée en fonction de la capacité du modèle à reproduire, de façon raisonnable, les déformations et tassements mesurés par une série d’instruments clés, en termes de direction, d’ampleur et de chronologie.

ABSTRACT: Gardiner Dam is located on the South Saskatchewan River and is owned and operated by the Water Security Agency (WSA). Since construction began in 1958, displacements have been recorded along distinct shear zones within the underlying Bearpaw shale formation. These displacements rates have attenuated significantly with time and are now in the range of a few millimetres per year. A study is currently underway to develop 3D numerical models using FLAC3D, to enhance the current understanding of the dam's historical geotechnical performance and serve as a predictive tool to help assess the potential impacts of future displacements. The selection of the material parameters was completed by calibrating the model based on the displacements observed during construction and following reservoir filling. Confidence in the model calibration is based on the models' ability to reasonably match the displacements and settlements of several key instruments with respect to direction, magnitude, and timing.

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