Hydroplastic modelling of dam rockfill in finite elements
Modélisation hydroplastique des enrochements de barrage en éléments finis
Résumé
The objective of this research is to elaborate a rockfill behaviour model, which will describe the collapse phenomenon that occurs in upstream shell during the first dam impounding. The used methodology consists of continuous comings and goings between theory and experimentation, between dam, assembly and grain scales. Characteristics of rockfill mechanical and hydromechanical behaviour are determined by published experimental tests and an experimental tests'campaign realised in the Cemagref laboratory of soil mechanic. Based on a well-known elastoplastic model for granular media, each behaviour specificity is associated to a peculiar modelization, in agreement with physical mechanisms The built hydroplastic model is validated on experimental tests and implanted in a finite element calculation code. The determination of hydroplastic parameters is ensured by a simple procedure requiring physical datas and oedometric tests. The fully coupled analysis of construction and impounding stages of LG-2 canadian rockfill dam is presented. Results are compared qualitatively with observations and quantitatively with in-situ measured displacements.
L'objectif de ce projet de recherche est d'élaborer un modèle de comportement capable de décrire le phénomène d'effondrement des enrochements sous mouillage, s'opérant au premier remplissage. La méthodologie suivie consiste en un aller-retour permanent entre le théorique et l'expérimental, entre l'échelle de l'ouvrage, l'échelle du matériau et l'échelle des blocs rocheux. L'analyse d'essais expérimentaux publiés permet de déterminer les principales caractéristiques du comportement mécanique des enrochements. Une campagne d'essais de compression unidimensionnelle sur matériaux grossiers, réalisée au laboratoire de mécanique des sols du Cemagref, vient conforter les hypothèses issues de la bibliographie sur les aspects hydromécaniques de ce comportement. Un modèle élastoplastique représentatif du comportement des milieux granulaires est choisi comme base de travail. Le modèle hydroplastique est validé sur essais expérimentaux et implanté dans un code de calculs par éléments finis. Une procédure simple d'identification des paramètres à partir de données physiques et d'un essai oedométrique est présentée. La validation sur cas réel concerne les phases de construction et de remplissage du barrage canadien LG-2. Les résultats sont analysés et comparés aux mesures et observations in-situ.