Failure mechanisms of base and reinforced block ramps

摘要

The paper shows the results of stability tests of block ramps. Block ramps or rock chutes are short and steep longitudinal structures where the bed of the channel is armored with rocks. In order to ensure the ramp functionality it is important to know the failure mechanisms and the critical discharge values. Tests were performed in two channels where rock chutes of different slopes were modeled. The structures were investigated both in a base configuration and with the reinforcement of protruding boulders. Boulders produce an increase in stability. Different arrangements of boulders (rows, random, arc and reinforced arc) were investigated. Results allowed to evaluate the failure mechanisms and also to describe the morphological evolution of the ramp. Three steps of failure were considered: the initial movement, the local failure and the global failure. Measurements of the discharge at the moment of failure and an evaluation of the mean water depth allowed to determine the critical conditions in terms of the particle densimetric Froude number. Beside a relationship of the critical water discharges in terms of the geometric characteristics of the rock chute is given. It is to be kept in mind that due to short length of the ramp uniform flow conditions were not guaranteed during the tests.%Cet article présente des résultats d'essais sur la stabilité des rampes de blocs. Les rampes de blocs ou les chutes d'enrochechement sont des structures longitudinales courtes et raides destinées à consolider le lit du canal. Pour assurer la fonctionnalité de rampe il est important de connaître les mécanismes de dislocation et les valeurs critiques de débit. Des essais ont été réalisés dans deux canaux où des chutes d'enrochement de différentes pentes ont été modélisés. Les structures ont été étudiées dans une configuration de base et avec le renfort de rochers saillants. Les rochers produisent une augmentation de stabilité. Différents arrangements des rochers (en rangées, aléatoires, en arc et en arc renforcé) ont été étudiés. Les résultats ont permis d'évaluer les mécanismes de défaillance et également de décrire l'évolution morphologique de la rampe. Trois étapes de défaillance ont été considérées: le mouvement initial, la défaillance locale et la défaillance globale. Les mesures de débit au moment de la rupture et une évaluation de la profondeur d'eau moyenne ont permis d'en déterminer les conditions critiques en termes de nombre de Froude densimétrique des particules. Une relation donne les débits critiques en fonction des caractéristiques géométriques de la chute d'enrochement. On doit garder à l'esprit qu'en raison de la courte longueur de rampe, les conditions d'écoulement uniforme n'ont pas été garanties pendant les essais.