A reassessment of the causes of the Carsington embankment failure

Abstract

New evidence relating to construction events and field measurements at the Carsington embankment reveals an unusual mechanism of articulated slips commencing within the base of the mudstone fill along shear planes built in at the centre of the valley from an early stage of embanking. While a berm delayed failure at the centre, the drag on the valley side where the berm terminated, coupled with built-in shear planes in the core hoot, brought the foundation of yellow clay in the valley side to the condition of critical state. During the next two weeks the foundation soil proceeded in a normal post-failure mechanism part-way to the residual, while the bank stability was maintained temporarily by a reversal in the direction of drag. Collapse at the side finally dragged the centre to failure, reversing the direction of articulation. Causation of the failure commenced with the use of smooth-wheeled rollers on clay fill which was wet of optimum and had PI > 20% without effective scarification, forming a smooth but unsheared surface. The built-in shears were formed along these planes only during the plant operations on the subsequent layer of fill. Correlations are made with previous analyses and with the ACU Dam failure. De nouveaux détails concernant la construction et les mesures effectuées en place sur le terrassement à Carsington révèlent un mécanisme peu habitue1 de glissements articulés, commençant à l'intérieur de la base de remblai de limon compact, le long des plans de cisaillement incorporés au centre de la vallée dès une des premières étapes de terrassement. Tandis qu'un redan différait la rupture au centre, I'entraînement sur le côté de la vallée là où le redanse terminait, combiné avec des plans de cisaillement incorporés dans le noyau en forme de botte, produisit un état critique dans la fondation d'argile jaune dans le côté de la vallée. Au cours des deux semaines suivantes le sol de la fondation subissait un mécanisme normal post-rupture en s'approchant du résiduel, pendant que la stabilité du terrassement était maintenue de fa¸on temporaire par un renversement du sens de I'entra^nement. Finalement I'affaissement de côté entraina le centre à la rupture, en inversant le sens de I'articulation. La rupture fut initiée par I'emploi de rouleaux lisses sur un remblai humide d'argile de valeur optimale avec un index plastique de 20% sans scarification effective, en formant une surface lisse mais sans cisaillement. Les cisaillements incorporés ne furent form le long de ces plans que pendant les opérations effectées par les machines sur la couche ultérieure de remblai. Les résultats furent correlés avec des analyses précédentes et avec la rupture du barrage d'Açu.