A back-analysis of Beliche Dam

Abstract

A back–analysis of the Beliche Dam in southern Portugal is described. This dam was the subject of a 'Class A' prediction which grossly under–predicted the actual settlement at the end of construction. The analysis described here, which incorporated an elasto–plastic critical state model applied in terms of effective stress, simulated the effect of collapse settlement and by so doing reproduced a maximum settlement which was close to that measured. The earlier underprediction is attributed mainly to the fact that that analysis did not include the collapse settlement due to the partial impounding of the reservoir which occurred before construction was complete. The back–analysis described here covers the period from the start of construction in 1984 to approximately four years after the first complete impounding in January 1988. Comparisons are made between the calculated and measured movements and stresses. Apart from the good agreement with the maximum recorded settlement, the measured settlements generally exceeded the calculated values. Part of the underprediction of settlements is attributed to creep which the modelling did not attempt to simulate and part to the in situ relative density being less than that used in the tests from which the parameters were determined. The computed stress distributions indicated a favourable load transfer from shell to core, thus confirming the safety of the dam against internal erosion due to hydraulic fracture. It was, however, possible to estimate from the settlement records how much of the settlement is due to creep, and this has been done. The conclusions underline the usefulness of the collapse settlement methodology. L'exposé décrit une analyse rétrospective du barrage de Beliche dans le sud du Portugal. Ce barrage avait fait l'objet d'une prédiction de classe A», qui a considérablement sous–estimé le degréde tassement à la fin de la construction. L'analyse décrite ici, qui englobe un modéle d'état critique élastoplastique appliqué à la tension efficace, a simulé les effets du tassement de rupture et, ce faisant, a reproduit un tassement maximal proche du tassement mesuré. La sous–estimation antérieure est attribuée surtout au fait que le tassement de rupture dû au remplissage partiel du réservoir avant la fin des travaux n'a pas été analysé. L'analyse rétrospective décrite ici porte sur la période qui s'étend de la mise en chantier, en 1984, jusqu'à quatre ans environ après le premier remplissage complet, en janvier 1988. Les mouvements et tensions calculés sont comparés aux valeurs mesurées. Mise à part la bonne concordance mentionnée ci–dessus pour le tassement maximal enregistré, les valeurs de tassement mesurées tendaient à dépasser les valeurs calculées. La sous–estimation du tassement est attribuée en partie au fluage, que la modélisadon n'a pas tenté de simuler, et en partie au fait que la densité relative en place était inférieure à celle utilisée dans les essais qui avaient servi à définir les paramètres. Les distributions calcu–lées des tensions ont indiqué un transfert favorable des charges du massif au noyau, confirmant ainsi que le barrage résisterait à l'érosion interne caus&aute;e par la fracturation hydraulique. Il est toutefois possible d'estimer, à partir des relevés de tassement, dans quelle mesure le tassement était dû au fluage, et cela a été fait. Les conclusions font ressortir l'utilité de la méthodologie basée sur le tassement de rupture.