Large-scale stiffness tests bounding a deep bedding plane in the Shaftsbury Shales

ABSTRACT: Major structures of the Site C hydroelectric project are founded on the Shaftesbury Shale. The 2010 redesign of these structures on a RCC foundation deepened the excavations to El. 375 m to take advantage of the increasing foundation stiffness with depth. In 2020, pressuremeter testing to El. 340 and two large scale split-lateral load tests between El. 370 and 375 were carried to quantify the foundation stiffness. Loading assemblies for the lateral load tests comprised 2.3 m diameter steel casings with two laterally oriented O-cells installed in drilled shafts. Five SAAs measured rock mass deformations of approximately 1 mm as the lateral loads reached 81 MN. Three dimensional numerical analyses of the load test showed an elastic deformation modulus of approximately 20 GPa gave good agreement with the measured displacements. This modulus value is approximately 4 times greater than the foundation stiffness determined at higher elevations. The analysis also indicated that at the scale of these lateral load tests near horizontal bedding planes in the shale had negligible influence on the stiffness.

RÉSUMÉ: Les principales structures du projet hydroélectrique Site C sont fondées sur les schistes de Shaftesbury. En 2010, la nouvelle conception de ces structures sur une fondation en BCR a approfondi les excavations jusqu'à l’élévation 375 m pour profiter de l’augmentation de la rigidité des fondations en profondeur. En 2020, un essai pressiométrique à l’élévation 340 m et deux essais de chargement latéral à grande échelle entre l’élévation 370 et 375 m ont été réalisés pour quantifier la rigidité de la fondation. L’assemblage utilisé pour les essais de charge latérale comprenait des tubages en acier de 2,3 m de diamètre avec deux cellules Osterberg orientées latéralement et installées dans des puits forés. Cinq SAA ont mesuré des déformations du massif rocheux d'environ 1 mm alors que les charges latérales atteignaient 81 MN. Des analyses numériques tridimensionnelles représentatifs de l’essai de chargement latéral ont montré une bonne corrélation entre le module de déformation élastique (environ 20 GPa) et les déplacements mesurés. Cette valeur du module de déformation est environ 4 fois supérieure à la rigidité de la fondation déterminée à des élévations plus élevées. L'analyse a également indiqué qu'à l'échelle de ces essais, les plans de litage horizontaux dans le schiste avaient une influence négligeable sur la rigidité.