Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Rapid Drawdown in Homogeneous Earth Dam Considering Transient Flow and Suction

Creators

  • 1. Universidade Federal do Rio de Janeiro
  • 2. Universidade Federal do Ceará

Description

The present work intends to demonstrate the advantages of considering transient flow regime in the stability analysis of the upstream slope for the rapid drawdown situation of a homogeneous earth dam. Upstream slope stability evaluations were carried out, considering pore pressure and suction from transient flow analysis while simulating rapid drawdown of the reservoir. The evaluations comprised different geometries of the upstream slope (from 1V:1.1H to 1V:2.5H) and heights varying from 10 m to 50 m, as well as several low permeability materials (SM, SM-SC, SC, ML, ML-CL, CL, MH and CH). In addition, equations relating the safety factor to such slopes or dam height were adjusted to the analysis data, in order to define the minimum slope for a certain dam height or the maximum height for a given upstream slope. The results have shown that, considering the transient flow condition, including suction, within the slope stability analysis of the rapid drawdown situation, increases the safety factor in relation to the simplified analysis that is usually adopted. This also results in much steeper slopes (for a safety factor of 1.1) than the ones recommended by the U.S. Bureau of Reclamation (USBR), suggesting the importance of performing transient flow analysis for rapid drawdown situations and considering its results instability analysis.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يهدف العمل الحالي إلى توضيح مزايا النظر في نظام التدفق العابر في تحليل استقرار المنحدر العلوي لحالة السحب السريع لسد أرضي متجانس. تم إجراء تقييمات استقرار المنحدر العلوي، مع الأخذ في الاعتبار ضغط المسام والشفط من تحليل التدفق العابر أثناء محاكاة السحب السريع للخزان. تضمنت التقييمات أشكالًا هندسية مختلفة لمنحدر المنبع (من 1V:1.1H إلى 1V:2.5H) وارتفاعًا يتراوح من 10 أمتار إلى 50 مترًا، بالإضافة إلى العديد من المواد منخفضة النفاذية (SM و SM - SC و SC و ML و ML - CL و CL و MH و CH). بالإضافة إلى ذلك، تم تعديل المعادلات التي تربط عامل الأمان بهذه المنحدرات أو ارتفاع السد مع بيانات التحليل، من أجل تحديد الحد الأدنى للانحدار لارتفاع سد معين أو الحد الأقصى للارتفاع لمنحدر منبع معين. أظهرت النتائج أنه بالنظر إلى حالة التدفق العابر، بما في ذلك الشفط، ضمن تحليل استقرار المنحدر لحالة السحب السريع، يزيد عامل الأمان فيما يتعلق بالتحليل المبسط الذي يتم اعتماده عادة. ينتج عن هذا أيضًا منحدرات أكثر انحدارًا (لعامل أمان 1.1) من تلك التي أوصى بها مكتب الاستصلاح الأمريكي (USBR)، مما يشير إلى أهمية إجراء تحليل التدفق العابر لحالات السحب السريع والنظر في تحليل عدم استقرار النتائج.

Translated Description (French)

Le présent travail vise à démontrer les avantages de considérer le régime d'écoulement transitoire dans l'analyse de stabilité de la pente amont pour la situation de rabattement rapide d'un barrage en terre homogène. Des évaluations de la stabilité de la pente en amont ont été effectuées, en tenant compte de la pression interstitielle et de l'aspiration à partir de l'analyse du débit transitoire tout en simulant le rabattement rapide du réservoir. Les évaluations comprenaient différentes géométries de la pente amont (de 1V :1,1H à 1V :2,5H) et des hauteurs variant de 10 m à 50 m, ainsi que plusieurs matériaux à faible perméabilité (SM, SM-SC, SC, ML, ML-CL, CL, MH et CH). De plus, des équations reliant le facteur de sécurité à de telles pentes ou hauteurs de barrage ont été ajustées aux données d'analyse, afin de définir la pente minimale pour une certaine hauteur de barrage ou la hauteur maximale pour une pente amont donnée. Les résultats ont montré que, compte tenu de la condition d'écoulement transitoire, y compris l'aspiration, dans l'analyse de stabilité de pente de la situation de rabattement rapide, augmente le facteur de sécurité par rapport à l'analyse simplifiée qui est habituellement adoptée. Cela se traduit également par des pentes beaucoup plus raides (pour un facteur de sécurité de 1,1) que celles recommandées par le US Bureau of Reclamation (USBR), ce qui suggère l'importance d'effectuer une analyse des flux transitoires pour les situations de rabattement rapide et compte tenu de son analyse de l'instabilité des résultats.

Translated Description (Spanish)

El presente trabajo pretende demostrar las ventajas de considerar el régimen de flujo transitorio en el análisis de estabilidad del talud aguas arriba para la situación de bajada rápida de una presa de tierra homogénea. Se llevaron a cabo evaluaciones de estabilidad de taludes aguas arriba, considerando la presión de poro y la succión del análisis de flujo transitorio mientras se simulaba una rápida reducción del yacimiento. Las evaluaciones comprendieron diferentes geometrías del talud aguas arriba (de 1V:1.1H a 1V: 2.5H) Y alturas que varían de 10 m a 50 m, así como varios materiales de baja permeabilidad (SM, SM-SC, SC, ML, ML-CL, CL, MH y CH). Además, se ajustaron a los datos de análisis las ecuaciones que relacionan el factor de seguridad con dichos taludes o altura de presa, con el fin de definir el talud mínimo para una determinada altura de presa o la altura máxima para un talud aguas arriba dado. Los resultados han demostrado que, teniendo en cuenta la condición de flujo transitorio, incluida la succión, dentro del análisis de estabilidad de taludes de la situación de reducción rápida, aumenta el factor de seguridad en relación con el análisis simplificado que generalmente se adopta. Esto también resulta en pendientes mucho más pronunciadas (para un factor de seguridad de 1.1) que las recomendadas por la Oficina de Recuperación de EE. UU. (USBR), lo que sugiere la importancia de realizar un análisis de flujo transitorio para situaciones de reducción rápida y considerar su análisis de inestabilidad de resultados.

Files

74683.pdf

Files (2.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:06dc5479a4b35163ba101b45c395d40d
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
السحب السريع في السد الأرضي المتجانس مع مراعاة التدفق العابر والشفط
Translated title (French)
Prélèvement rapide dans un barrage en terre homogène en tenant compte du débit et de l'aspiration transitoires
Translated title (Spanish)
Reducción rápida en la presa de tierra homogénea teniendo en cuenta el flujo transitorio y la succión

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3024194303
DOI
10.15446/ing.investig.v40n1.80002

Is supplement to
https://openalex.org/W4390563224 (Other)
https://openalex.org/W4377019411 (Other)
https://openalex.org/W3204458274 (Other)
https://openalex.org/W3083787190 (Other)
https://openalex.org/W3033622792 (Other)
https://openalex.org/W2382074232 (Other)
https://openalex.org/W2377695378 (Other)
https://openalex.org/W2366264974 (Other)
https://openalex.org/W2347657740 (Other)
https://openalex.org/W2052578744 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1510902392
  • https://openalex.org/W2026428195
  • https://openalex.org/W2026454520
  • https://openalex.org/W2029104258
  • https://openalex.org/W2078576490
  • https://openalex.org/W2101943964
  • https://openalex.org/W2119969191
  • https://openalex.org/W2139481755
  • https://openalex.org/W2151078328
  • https://openalex.org/W2156800956
  • https://openalex.org/W2162604832
  • https://openalex.org/W2172264860
  • https://openalex.org/W2481629049
  • https://openalex.org/W2549793313
  • https://openalex.org/W4239824756
  • https://openalex.org/W4248162715