Seepage beneath water retaining structures founded on spatially random soil

Abstract

The effect of stochastic soil permeability on confined seepage beneath water retaining structures has been studied. Random field concepts for the generation of soil permeability properties with a fixed mean, standard deviation and spatial correlation structure have been combined with finite element methods to perform Monte Carlo simulations of the seepage problem. Analyses have been performed for a dam with two cut-off walls. The results of parametric studies to gauge the effect of the standard deviation and correlation structure of the permeability on the output statistics relating to seepage quantities, exit gradients and uplift pressures are presented. In all cases, comparison is made with results that would be achieved on a deterministic basis. Flow rates and other quantities are shown to be affected significantly by the standard deviation and the correlation structure of soil permeability. L'article étudie l'influence de la perméabilité d'un sol stochastique sur l'infiltration confinée existant sous une structure de retenue d'eau. Des analyses aléatoires, permettant de générer les propriétés de perméabilité du sol pour une moyenne, un écart-type et un facteur de corrélation donnés, ont été combinées à des méthodes par éléments finis afin de réaliser des simulations de Monte-Carlo pour l'infiltration. Des analyses ont été réalisées pour un barrage comportant deux parois étanches. L'on présente les résultats de l'étude paramétrique réalisée afin de quantifier l'influence de l'écart-type et du facteur de corrélation de la perméabilité sur les statistiques relatives aux quantités infiltrées, au gradient de sortie et aux pressions ascendantes. Dans chacun des cas, des comparaisons ont été établies avec les résultats que l'on aurait obtenus à partir d'une base déterministe. Les débits et autres quantités semblent être significativement affectés par l'écart-type et le facteur de corrélation de la perméabilité du sol.