An analysis of stress–strain behaviour and wetting effects on quarried rock shells

摘要

The analysis of stress–strain behaviour and the effects of submergence on quarried rock shells, used mainly in dams but also in road construction, is of major importance from both economic and safety points of view. The research work presented here starts with an in-depth review of the nonlinear elastic procedure widely used in rockfill analyses since 1970, its later application to simulate wetting effects, and the latest published modifications to the so-called hyperbolic stress–strain model. An update of the existing wetting simulation procedure has been formulated, calculation routines to analyze constructional behaviour and wetting effects on rockfills have been implemented, and the methodology developed has been applied to a structure 100 m high. Calculation routines have been written to run in FLAC, a finite difference based code that incorporates a programming language. The analyzed structure is part of a road rockfill located at the Contreras Reservoir in Spain and consists specifically of two shell-shaped cross sections subjected to the influence of submergence. The results are expected to be useful in estimating collapse settlements in the upstream shells of earth-core dams.Key words: elasticity, stress–strain, rockfills, behaviour, numerical, dams.Une analyse du comportement contrainte–déformation et les effets de la submersion sur les carapaces rocheuse d'une carrière utilisée principalement dans les barrages, mais aussi dans la construction routière, présente une importance majeure tant du point de vue économique que sécuritaire. On présente ici un travail de recherche qui débute par une revue de la procédure élastique non linéaire utilisée fréquemment dans les analyses de remblais d'enrochements depuis 1970, son application première étant pour simuler les effets de mouillage, et les récentes applications pour modifier le modèle soit disant hyperbolique contrainte–déformation publié. On a formulé une mise à jour de la procédure de simulation existante du mouillage; on a mis en pratique des routines de calculs pour analyser le comportement en cours de construction et les effets du mouillage sur les enrochements, et on a appliqué la méthodologie développée à une structure ayant une hauteur de 100 m. Les routines de calcul ont été écrites pour pouvoir fonctionner dans FLAC, un code à base de différences finies qui incorpore un langage de programmation. La structure analysée fait partie d'une route en enrochements localisée au réservoir Contreras en Espagne, consistant spécifiquement en deux sections en travers en forme de coquille soumises à l'influence de la submersion. On s'attend à ce que les résultats soient utiles pour l'estimation des tassements d'effondrements dans les coquilles amont des barrages avec noyaux en terre.Mots clés : élasticité, contrainte–déformation, enrochements, comportement, numérique, barrages.[Traduit par la Rédaction]