Comportement des barrages fondés sur des argiles fortement consolidées

Rupture de la digue d’Aznalcóllar¹

Behaviour of dams founded on strongly overconsolidated clays

Aznalcóllar dam failure

Departamento de Ingeniería del Terreno, Cartográfica y Geofísica Universitat Politècnica de Catalunya, Barcelona ( Espagne).

Résumé

Cet article présente la rupture du barrage d’Aznalcóllar fondé sur des argiles surconsolidées et fortement plastiques. Le barrage en enrochements a glissé en avant et a laissé s’écouler des déchets saturés d’acides. La géologie et les propriétés géotechniques du site sont décrites. Les études géotechniques ont comporté un programme d’essais en laboratoire sur les déchets résiduels et les argiles surconsolidées. Une analyse des conditions qui ont conduit à la rupture du barrage est réalisée. Les pressions interstitielles, existant dans l’argile à l’instant de la rupture, ont été estimées. Des analyses d’équilibre limite et des calculs par éléments finis ont été appliqués pour analyser à rebours la rupture et pour évaluer des paramètres représentatifs de la résistance au cisaillement le long de la surface de rupture. Le mouvement du glissement du barrage d’Aznalcóllar, après le début de la rupture, est étudié et un modèle simple du glissement est proposé. Ce modèle est capable de bien reproduire la distance parcourue par le barrage. L’analyse fournit des enseignements sur des aspects inconnus du glissement (accélération, vitesse maximale, facteurs qui ont conduit à son arrêt). L’article se conclut par une discussion finale sur les principales causes de la rupture du barrage d’Aznalcóllar.

Abstract

This article descibes the failure of Aznalcóllar dam founded on the overconsolidated high-plasticity clay. The rockfill dam slid forward and released a flow of acid-satured tailings. The geology and geotechnical properties of the site are presented. The geotechnical studies involved a laboratory testing programme on the tailings materials and overconsolidated clays. An analysis of the conditions that led to the failure of the dam is made. Pore water pressures prevailing in the foundation clay at the time of failure have been established. Both limit equilibrium and finite element analysis are used to back-analyse the failure and to derive representative strenght parameters along the failure surface. The motion of the Aznalcóllar dam slide, after the initiation of failure, is examined and a simple sliding model is presented. The model is able to reproduce closely the distance travelled by the dam. The analysis also provides some information on several unknown aspects of the motion (acceleration, maximum velocity, factors which stopped the motion). The articles concludes with a final discussion on the most important reasons for the failure of the Aznalcóllar dam.