ABSTRACT
The Sta. Maria arch dam was built between 1965 and 1967. After 40 years of operation, the Gotthard Base Tunnel (GBT) was constructed in the area of the dam. The tunnelling caused rock mass displacements, leading to irreversible deformations of the dam. To study the current behaviour of the dam as well as the effects of the tunnelling, a statistical analysis of the dam deformations was performed. For each of the 28 measurement stations, a statistical model was set up and calibrated. To analyse the entire lifetime of the dam considering the concrete temperature data, which are available only since 1980, a novel approach was applied: the temperature effects were simulated by a seasonal function until 1980 and later the measured temperatures were considered. After calibration, the contributions of water load, temperature and time-dependent effects could be separated. These results were used to determine the adjusted behaviour indicators (ABI), which can be employed as a powerful tool to evaluate dam behaviour over the whole lifetime. The case study presented in this paper shows that tunnelling is responsible for around 25 % of the irreversible dam deformations since the first impoundment.
RÉSUMÉ: Le barrage-voûte de Sta. Maria a été construit entre 1965 et 1967. Après 40 ans d’exploitation, le tunnel de base du Saint-Gothard (GBT) a été construit dans la zone du barrage. Le creusement du tunnel a provoqué des déplacements de la masse rocheuse, entraînant des déformations irréversibles du barrage. Afin d’étudier le comportement actuel du barrage ainsi que les effets du creusement du tunnel, une analyse statistique des déformations du barrage a été réalisée. Pour chacune des 28 stations de mesure, un modèle statistique a été mis en place et calibré. Pour analyser la durée de vie du barrage en tenant compte des données de température du béton, qui ne sont disponibles que depuis 1980, une nouvelle approche a été appliquée: les effets de la température ont été simulés par une fonction saisonnière jusqu’en 1980 et, par la suite, les températures mesurées ont été prises en compte. Après le calibrage, les contributions de la charge d’eau, de la température et des effets dépendant du temps ont pu être séparées. Ces résultats ont été utilisés pour déterminer les indicateurs de comportement ajustés (ABI), qui peuvent être utilisés comme un outil puissant pour évaluer le comportement du barrage pendant toute sa durée de vie. L’étude de cas présentée dans cet article montre que le creusement de tunnels est responsable d’environ 25 % des déformations irréversibles du barrage depuis la première mise en eau.
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