Ice forces on dams: harmonizing design criteria and developing means for mitigation

大坝时刻保持结构的完整性对公共安全至关重要。它们必须抵抗所有外力，包括由冰施加的外力。然而，当负责任的水工建筑物业主和管理者试图按照这一原则行事时，他们面临着截然不同的标准：加拿大大坝协会建议的设计值为150 kN/m，而一些公共机构在某些情况下只采用100 kN/m的标准。这减少了数千次干预的成本，但这个标准安全吗？研究人员似乎建议不断增加设计值(在某些情况下达到250 kN/m或更高)。这确保了安全，但考虑到现有大坝有很大比例不符合这一标准，以及修复它们所需的隐含成本，这些高价值在科学上现实吗？魁北克水电的一个工程委员会试图协调现有标准。然而，由于知识差距，它很快得出结论，做出合理判断的唯一方法是进行进一步的研究。该项目的目的是通过验证以前的发现和填补知识空白来满足这一需求。该方法将包括全面的现场观测、材料特性表征和关键冰破坏机制(如弯曲和屈曲)的有限元数值模拟，包括真实的油层边界条件和冰力产生的热膨胀和水位波动。波动引起的力的模型几乎不存在，但它们已被证明主导了这一过程。该产品将是基于科学的现实冰力标准，以保护公众免受潜在的破坏。第二种语言：最基本的，为S提供理由，第二种语言是持续存在的冰力标准。她说：“我不知道你的意思是什么，我不知道你的意思是什么，这是我的梦想。土豆泥、水产和剥削者的结构不同于S的结构，以及国家和国际机构的不同意见。例如，L的《加拿大水坝协会》(ACB/CDA)、《统一公共事业委员会》(Préconisel‘Utilation d’une poussée uniforme de 150kN/m)、《机构出版物》、《确定情况》、《vontutilisiser 100kN/m》(vontutilisisiser 100kN/m)、《L的干预措施》、《S的意见》(Et le niveau de Sécuriténe serontplus les mémes)。一定是天使的象征，再加上大(Pouvantatteindre 250 kN/m ou méme加上selon les cas)。在某些情况下，这一点是一致的，也就是说，这是一种普遍存在的情况。这些科学证明是合理的？--《魁北克水利工程》(uncomitéhydro-québec，forméS d‘ingénieur praticiens et gestionnaire)，《家庭和谐者与批评者》，以及《发展与发展》。恶意滥用，不可能达成共识。在这一点上，我的意思是说，这是一件很重要的事情。最公正的是L的项目客体，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第一个临时工，第二个临时工，第一个临时工，第二个

It is essentiel for public safety that dams maintain their structural integrity at all times. They must resist againstall applied forces, including those applied by ice. However, when responsible hydraulic structure owners andmanagers try to act on this principle, they are confronted with widely diverging criteria: Whereas the CanadianDam Association recommends a design value of 150 kN/m, some public agencies, in some cases, apply acriterion of only 100 kN/m. This reduces the cost of thousands of interventions, but is this criterion safe?Researchers seem to be recommending ever increasing design values (reaching 250 kN/m or more in somecases). This ensures safety, but given that a high percentage of existing dams do not meet this criterion and theimplied costs to reabilitate them, are these high values scientifically realistic?A Hydro-Québec engineering committee tried to harmonize existing criteria. However, due to knowledge gaps,it soon came to the conclusion that the only way to come to a sound judgement was to carry out furtherresearch. The purpose of this project is to to meet this need by validating previous findings and filling in theknowledge gaps.The methodology will include comprehensive field observations; material property characterisation and FEM numerical modelling of key ice failure mecanisms (such as bending and buckling) including real reservoirboundary conditions and ice forces generated thermal expansion and water level fluctuations. Models of forcesinduced by fluctuations are virtually non-existant and yet they have been shown to dominate the process.The product will be realistic scientifically-based ice force criteria to protect the public against potential damfailure.Second Language:Il est essentiel, pour des raisons de sécurité évidentes, que les barrages maintiennent leur intégrité en touttemps. Les barrages doivent résister à toutes les sollicitations qui leur sont imposées dont, entre autres, cellesde la poussée de glace. Toutefois, les propriétaires et exploitants de ces différentes structures hydrauliques sontconfrontés, au chapitre des poussées de glace, à des critères divergents, selon les diverses agences nationales etinternationales. Alors que, par exemple, l'Association canadienne des barrages (ACB/CDA), préconisel'utilisation d'une poussée uniforme de 150 kN/m, d'autres agences publiques, en certaines circonstances, vontutiliser 100 kN/m. Il va sans dire que l'ampleur des interventions, s'il y a lieu, et le niveau de sécurité ne serontplus les mêmes. Certains chercheurs semblent même recommander des valeurs encore plus grandes (pouvantatteindre 250 kN/m ou même plus selon les cas). Bien que réconfortantes à certains égards, les valeurs plusélevées deviennent pénalisantes en regard des vieux ouvrages qui pourraient nécessiter des renforcements etdes réfections coûteuses. Ces grandes valeurs sont-elles scientifiquement justifiables?Un comité Hydro-Québec, formés d'ingénieurs praticiens et gestionnaires, a tenté d'harmoniser les critères, enregard des développements des quinze dernières années. Malheureusement, il a été impossible d'en arriver à unconsensus. Afin de parvenir à un jugement plus éclairé, il a été convenu que d'autres recherches étaientrequises. C'est justement l'un des objectifs de ce projet qui, dans un premier temps, essaiera de valider lesdonnées et les découvertes des différentes campagnes de mesures et, dans un second temps, de mieuxcomprendre les mécanismes pour combler les chaînons manquants.La méthodologie comprendra de nouvelles campagnes de mesures, une caractérisation plus approfondie des propriétés de la glace et une modélisation mieux ciblée des mécanismes de rupture, par la méthode des