Monitoring and analysis of settlement and stability of an embankment dam constructed in stages on soft ground

Abstract

 This study is concerned with Karameh dam, an earth-fill dam constructed on soft ground. It is located on Wadi Mallaha adjacent to the Jordan River on the eastern side of the Jordan Rift Valley. The project involved 11.2 million m³ of zoned earth fill, about 6 million m³ of excavation, a spillway and draw-off structures. The total height of the dam is 45 m and the total capacity of the reservoir 55 million m³. The construction of the dam on soft ground generated positive excess pore-water pressures within the underlying foundation soils. The dam was constructed in stages to achieve the required level of safety and to monitor/control the settlement development. The study reported here involved analysis, assessment and interpretation of the geological, geotechnical and monitoring data obtained during the staged construction of the Karameh embankment dam. Available soil mechanics models related to 1-D, 2-D and 3-D consolidation theory, undrained settlement, stress history and normalised soil engineering properties were used in the study. The overall stability of the Karameh dam embankment and foundations was evaluated using effective stress analysis (ESA) and total stress analysis (TSA) methods.

Résumé

Cette étude concerne le barrage de Karameh, barrage en terre construit sur un sol compressible. Il est situé sur l'oued Mallaha affluent du Jourdain dans la région est du fossé d'effondrement de la vallée du Jourdain. Le projet a concerné 11,2 million m³ de matériau pour le barrage zoné, environ 6 million m³ de matériaux excavés, un évacuateur de crues et des ouvrages de dérivation. La hauteur totale du barrage est de 45 m et la capacité totale du réservoir est de 55 million m³. La construction du barrage sur un sol compressible a généré des surpressions interstitielles dans le sol de fondation. Le barrage a été construit par étapes pour obtenir un degré de stabilité correct en cours de construction et pour maîtriser et contrôler les tassements. L'article présente une analyse, une évaluation et une interprétation des données géologiques, géotechniques et de surveillance obtenues pendant la construction par étapes du barrage en remblai de Karameh. Des modèles numériques de mécanique des sols 1-D, 2-D et 3-D, utilisant les caractéristiques géotechniques des sols et permettant d'appliquer des chemins de contrainte particuliers, ont été utilisés pour simuler les phénomènes de consolidation ainsi que de tassement en conditions non drainées. La stabilité d'ensemble du barrage de Karameh et du sol de fondation a étéévaluée par les méthodes ESA et TSA.