La construction d’un barrage et le remplissage du réservoir derrière celui-ci placent un nouveau poids sur le sol et les flancs d’une vallée. La contrainte de l’eau augmente linéairement avec sa profondeur. L’eau pousse également contre la face amont du barrage, une structure non rigide qui, sous contrainte, se comporte de manière semi-rigide et nécessite plus de réglage (flexibilité) près de la base du barrage qu’à des niveaux d’eau moins profonds. Ainsi, le niveau de contrainte du barrage doit être calculé avant la construction pour s’assurer que son seuil de niveau de rupture n’est pas dépassé.
Le dépassement ou le débordement d’un barrage de remblai au-delà de sa capacité de déversoir causera sa défaillance éventuelle. L’érosion du matériau du barrage par débordement du ruissellement éliminera des masses de matériaux dont le poids maintient le barrage en place et contre les forces hydrauliques agissant pour déplacer le barrage. Même un faible écoulement soutenu peut enlever des milliers de tonnes de terre de morts-terrains de la masse du barrage en quelques heures. L’enlèvement de cette masse déséquilibre les forces qui stabilisent le barrage contre son réservoir car la masse d’eau encore retenue derrière le barrage s’appuie sur la masse allégée du remblai, allégée par l’érosion de surface. Lorsque la masse du barrage s’érode, la force exercée par le réservoir commence à déplacer toute la structure. Le remblai, n’ayant presque aucune résistance élastique, commencerait à se briser en morceaux séparés, permettant à l’eau du réservoir de retenue de s’écouler entre eux, érodant et enlevant encore plus de matière à mesure qu’elle passait. Dans les étapes finales de l’échec, les morceaux restants du remblai n’offriraient presque aucune résistance à l’écoulement de l’eau et continueraient à se fracturer en sections de terre ou de roche de plus en plus petites jusqu’à ce que celles-ci se désintègrent en une épaisse soupe de boue de terre, de roches et d’eau.
Par conséquent, les exigences de sécurité pour le déversoir sont élevées et exigent qu’il soit capable de contenir une phase d’inondation maximale. Il est courant que ses spécifications soient écrites de telle sorte qu’elles puissent contenir au moins une inondation centenaire. Un certain nombre de systèmes de protection de barrage en remblai ont été développés au tournant du troisième millénaire. Ces techniques comprennent les systèmes de protection contre les débordements en béton, les berceaux en bois, les palplanches, les enrochements et les gabions, la terre armée, les déversoirs à perte d’énergie minimale, les déversoirs à gradins à débordement de remblais et les systèmes de protection contre les blocs de béton préfabriqué.