doi_cfbr_colloque2019_c27
Analyse des montées de pression d’eau des barrages en terre avec prise en compte de la non saturation
Luc BOUTONNIER, Dino MAHMUTOVIC (EGIS), Marc KHAM, Vinicius ALVES FERNANDES (EDF R&D), Philippe KOLMAYER, Jean-Jacques FRY (EDF CIH)
Éditeur : Comité Français des Barrages et Réservoirs - CFBR - ISBN 979-10-96371-09-9
Colloque : Justification des barrages : état de l’art et perspectives - Chambéry, France
Année d’édition 2019
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Title : Analysis of pore-pressure build-up of embankment dams including unsaturated soil behavior
Résumé
L’ANR a financé le projet Terredurable pour développer un cadre d’analyse des sols fins afin d’approfondir et améliorer leur mise en place. Les recherches s’appuient sur un modèle prenant en compte l’air occlus après compactage pour estimer la compressibilité du fluide interstitiel équivalent. Ce modèle permet d’estimer le coefficient ru pendant la construction, les cas de vidanges rapides et le comportement des barrages en sols fins sous sollicitations sismiques. Cette communication rapporte une synthèse des exercices de validation effectués par Egis et EDF sous chargement statique avec la modélisation de la construction du barrage de Mirgenbach et sous chargement dynamique avec la modélisation dynamique du barrage d’Aratozawa. Le cas de la vidange rapide est évoqué sans être traité. Ces différents exemples permettent de discuter l’intérêt de la méthode sur différents types de sollicitations.
Pour les ouvrages en construction, la méthodologie pour estimer ru dans la fondation ou le corps du barrage se base sur des essais de mécanique des sols classiques (mesures de B à l’oedomètre et au triaxial) qui peuvent être dépouillés avec la théorie des sols quasi-saturés. Il faut néanmoins veiller à la représentativité des éprouvettes, en particulier pour les sols compactés où la préparation en laboratoire peut ne pas être représentative de la structure et du degré de saturation initial en place après compactage : en conséquence le prélèvement et l’écrasement d’éprouvettes sur planche d’essai est recommandé pour justifier les hypothèses de projet.
Pour les ouvrages en service, les paramètres du modèle quasi-saturé peuvent évoluer au fil de l’exploitation, conduisant à une réduction progressive de la teneur en air. Des travaux théoriques existent pour calculer la compressibilité effective de l’eau, mais il reste surtout à développer une méthode in situ pour la mesurer.
Abstract
The ANR funded the Terredurable project to develop a framework for the analysis of fine soils in order to deepen and improve their use in earth works. The research is based on a model that takes into account trapped air after compaction to estimate the compressibility of the equivalent interstitial fluid. This model makes it possible to estimate the coefficient ru during construction, the cases of rapid emptying and the behaviour of embankments clayey dams under seismic loading. This paper summarises the validation exercises carried out by Egis and EDF under static loading with the modelling of the construction of the Mirgenbach dam and under dynamic loading with the dynamic modelling of the Aratozawa dam. The case of rapid emptying is mentioned without being treated. These different examples allow the interest of the method to be discussed on different types of loads.
For structures under construction, the methodology for estimating ru in the foundation or body of the dam is based on conventional soil mechanics tests (B measurements during oedometer and triaxial tests) that can be analysed using the theory of near-saturated soils. However, care must be taken to ensure the representativity of the specimens, especially for compacted soils where the laboratory preparation may not be representative of the structure and initial saturation level in place after site compaction : therefore, sampling and shearing of specimens from field compaction trial tests is recommended to justify the project assumptions.
For structures in service, the parameters of the quasi-saturated model may change as the operation progresses, leading to a gradual reduction in air content. Theoretical work exists to calculate the effective compressibility of water, but above all it remains to develop an in situ method for measuring it.
Citation
BOUTONNIER, MAHMUTOVIC & Al. Analyse des montées de pression d’eau des barrages en terre avec prise en compte de la non saturation. In Colloque Justification des barrages : Etat de l’art et Perspectives. Chambéry : CFBR - 27,28 novembre 2019. ISBN 979-10-96371-09-9. doi : 10.24346/cfbr_colloque2019_c27
Voir aussi : Colloque Justification des barrages : état de l’art et perspectives
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