Stability of Steep Slopes on Hard Unweathered Rock

Abstract

Synopsis This Paper contains a discussion of the factors which determine the degree of stability of steep slopes on hard unweathered rock. These factors include the angle of shearing resistance of the jointed rock, the effective cohesion, and the seepage pressures exerted by the water percolating through the joints of the rock. The Paper also deals with concealed sources of instability which may exist beneath slopes in deep valleys located between high mountains. The angle of shearing resistance can be estimated on the basis of the results of a joint survey. The effective cohesion cannot be determined by any of the presently available procedures of rock exploration, but its influence on the stability of slopes on jointed rock is commonly much less important than that of the angle of shearing resistance. The most unpredictable factor determining slope stability is the hydrostatic pressure in the water flowing out of a reservoir or a leaking pressure tunnel through the joints towards a slope, because this pressure depends on the details of the pattern of seepage which is commonly very erratic. Hence, if the slope is located next to and downstream from the abutment of a storage dam, sound engineering requires the elimination of these pressures by radical drainage. If the slope is located near a pressure tunnel, a reliably watertight lining should be installed in those parts of the tunnel from which leakage could have a significant influence on the stability of a slope. In some very deep valleys located between high mountains, the rocks underlying the slopes of the valley have been displaced and damaged by movement along deep-seated surfaces of sliding. Hence no dam should be built in any deep valley unless a geological survey supplemented by borings has demonstrated conclusively that such movements have not taken place. Cet exposé a pour objet une discussion des facteurs qui déterminent le degré de stabilité des talus raides sur de la roche non decomposée. Ces facteurs comprennent l'angle de résistance au cisaillement de l'ensemble de la roche, la cohésion efficace, et les pressions de filtration exercées par l'eau filtrant à travers des joints de la roche. L'Exposé a trait aussi aux causes d'instabilité cachées qui peuvent exister sous des talus dans des vallées profondes situées entre de hautes montagnes. L'angle de résistance au cisaillement peut être évalué à partir des résultats d'une levée détaillée des joints. La cohésion efficace ne peut être évaluée par l'une des méthodes disponibles actuelles d'exploration de la roche, mais son influence sur la stabilité des talus sur de la roche fissurée est d'une façon générale bien moins importante que celle de l'angle de résistance au cisaillement. Le facteur le plus imprévisible déterminant la stabilité d'un talus est la pression hydrostatique dans l'eau coulant d'un réservoir ou d'un tunnel à pression ayant des fuites à travers les joints vers un talus, parce que cette pression dépend des détails du genre de filtration qui sont communément très imprévisibles. Par suite, si le talus est situé près et en aval de la culée d'un barrage d'accumulation, les principes éprouvés de construction nécessitent l'élimination des pressions par un drainage de base. Si le talus est situé près d'un tunnel de pression, un revêtement dont l'étanchéité est sûre doit être installé dans ces parties du tunnel d'où la filtration pourrait avoir une influence considérable sur la stabilité du talus. Dans certaines vallées très profondes situées entre de hautes montagnes, les rochers formant le soubassement des pentes de la vallée ont été déplacés et ont été endommagés à la suite de mouvements le long de surfaces de glissement à assise profonde. Par suite, aucun barrage ne devrait être construit dans d'importé quelle vallée profonde avant qu'un relèvement géologique complété par des forages n'ait démontré d'une façon convaincante que de tels mouvements n'ont pas eu lieu.