ABSTRACT
Arch dams transfer the hydrostatic forces to the foundation, by arch effect. Due to their hyperstaticity, they usually benefit from a significant safety factor. The potential sliding at the dam/foundation contact is a failure mode highlighted by most of the international recommendations. Recent FEM analyses carried out on operational dams confirm that thermal cases can be sensitive conditions, especially in summer. Back analyses require generally to introduce high shear strength on the dam/foundation interface, considered unrealistic, to demonstrate the past good dam behaviour. Tractebel has developed a methodology which takes into account the irreversible displacements which can occur in this area, and the redistribution of internal forces. It has been inspired by the latest CFBR recommendations on arch dams. This methodology was applied to three existing thin arch dams, located in France, in wide valleys. Back-analyses calculations were performed on historical loads. This method provides more realistic shear strength values (friction angle of 55 degrees or less) to justify the observed good behaviour of the dams, while larger values, greater than 70 degrees, were required if no displacement was accepted. Finally, the possibility of accepting irreversible displacements at the dam/foundation interface opens the discussion of the peak and residual shear strengths. Definition of acceptable irreversible displacements is discussed.
RÉSUMÉ: Les barrages voûtes transfèrent les forces hydrostatiques à la fondation par effet voûte. Ils bénéficient généralement d’un facteur de sécurité important. La stabilité au glissement du contact barrage fondation du barrage est un mode de rupture retenu par la plupart des recommandations internationales. Les modèles EF récents réalisés sur d’anciens barrages confirment que les cas thermiques peuvent être des conditions sensibles, surtout en été. Les rétroanalyses nécessitent d’introduire une résistance élevée au cisaillement, considérée comme irréaliste, pour démontrer le bon comportement du barrage observé jusqu’à présent. Tractebel a développé une méthodologie qui prend en compte les déplacements irréversibles qui peuvent se produire dans cette zone, et la redistribution des efforts internes. Il s’inspire des dernières recommandations du CFBR sur les barrages voûtes. Cette méthodologie a été appliquée à trois barrages voûtes minces existants, situés en France, en vallée large. Des calculs de rétro-analyse ont été effectués sur les charges historiques. Cette méthode fournit des valeurs de résistance au cisaillement plus réalistes (angle de frottement de 55 degrés ou moins) pour justifier le bon comportement observé des barrages, tandis que des valeurs plus importantes, supérieures à 70 degrés, sont requises si aucun déplacement n’est accepté. Enfin le principe des déplacements irréversibles ouvre la discussion sur les résistances au cisaillement de pic et résiduelle. La définition des déplacements irréversibles acceptables est discutée.
