The design, construction and performance of Cow Green embankment dam

Abstract

The 25 m high Cow Green embankment dam has been constructed in the upper Pennines on a deep boulder clay foundation with the aid of sand drains. The design of the core and filter received special attention following erosion of the rolled clay core of a neighbouring dam. The embankment design was based on a conventional factor of safety of 1·5. The sand drains did not achieve the predicted performance and the factor of safety in terms of effective stress approached 1·0 at completion. This condition does not represent failure in boulder clay, which is non-brittle in undrained shear, but rather the onset of relatively large displacements. The performance of the embankment supports the view that under these circumstances construction stability may best be monitored by measurements of deformation. The failure of the sand drains to attain the degree of consolidation anticipated in the design is discussed, as is the control of placing of the boulder clay core and the behaviour of the gravel fill. Le remblai du barrage Cow Green, haut de 25 m, a été construit dans les hautes Pennines sur une fondation profonde d'argile à blocaux avec l'aide de drains de sable. Le projet du noyau et du filtre a reçu une attention spéciale à la suite de l'érosion du noyau en argile roulée d'un barrage voisin. Le projet du remblai était basé sur un coefficient de sécurité conventionnel de 1·5. Les drains de sable n'ont pas permis d'atteindre la performance prédite et le coefficient de sécurité en termes de contraintes effectives approcha 1·0 à l'achèvement. Cette condition ne représente pas la rupture dans l'argile à blocaux qui n'est pas fragile dans un cisaillement non drainé, mais plutôt l'annonce de déplacements relativement importants. La performance du barrage confirme le point de vue que dans ces circonstances la stabilité de construction peut être mieux contrôlée par mesure des déformations. L'échec des drains de sable pour atteindre le degré de consolidation prévu dans le projet est discuté, ainsi que le contrôle de la mise en place du noyau d'argile à blocaux et le comportement du remblai en gravier.

Особенности Проявления Гидравлического Разрыва В Грунтовых Плотинах

“…J.L. Sherard (1973) указал, что при определенных условиях давление, действующее на верхнюю часть плотины, может вызвать открытие существующих закрытых трещин или создать новые трещины [12,13]. Автор предположил, что ГР в ядре может произойти всякий раз, когда суммарные главные напряжения на определенной отметке в ядре достаточно низки по сравнению с давлением воды на той же отметке.…”

“…J.L. Sherard (1973) pointed out that, under certain conditions, the pressure acting on the top of a dam can cause the opening of existing closed cracks or create new cracks [12,13]. The author suggested that HF in the core can occur whenever the total principal stresses at a cer-tain elevation in the core are sufficiently low compared to the water pressure at the same elevation.…”