VTI National Transport Research Database

Bestämning av skjuvhållfasthet med avancerade metoder i praktiska tillämpningar

Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2017-06-01 Registration number:
  • Trafikverket 2014/86131
Subject(s): Online resources: Abstract: Målet är att ” Rätt skjuvhållfasthet skall användas i respektive dimensioneringssituation”. När det gäller avancerade försök efterlyses en ”genomlysning av risker och redovisning av rekommendationer för hur hållfastheter bestämt med direkta skjuvförsök och triaxialförsök används i dimensioneringssituationer”. Vidare poängteras att dagens tillämpning av korrektionsfaktorer är en central fråga. Bakgrund. Det finns en lång tradition i Sverige att använda vingborrning och konförsök för bestämning av lerors odränerade hållfasthet. Erfarenheten är omfattande och den så bestämda hållfastheten är en länk i en hel dimensioneringskedja, som funnits fungera väl. Allteftersom de geotekniska utmaningarna blir alltmer komplexa kommer lerans odränerade skjuvhållfasthet alltmer i fokus, nu också på allt större djup. Samtidigt har mer avancerade försök, som direkta skjuvförsök och triaxialförsök kommit att utföras i allt större omfattning. En leras hållfasthet är beroende av en rad faktorer som randvillkor, spänningsväg mm., men ingenjörsmässigt är det önskvärt att utvärdera ett, eller ett par värden, som kan tillämpas i de förenklade dimensioneringsmodeller som är vanligt förekommande. Det med vinge och kon bestämda värdet, cu, är ett sådant representativt värde. I de fall leran har en utpräglad anisotropi är det lämpligt att utföra triaxialförsök, aktiva och passiva, samt direkta skjuvförsök. Därvid erhålls cua, cuDS och cup. Det med vinge och kon bestämda värdet, cu, är i stort sett ett medelvärde av de tre ovannämnda hållfastheterna och bör vara i samma storleksordning som cuDS. En rad undersökningar har visat att värdet från vingborrning och konförsök behöver korrigeras, dels med hänsyn till konflytgränsen, dels med hänsyn till överkonsolideringsgraden (OCR). Därmed bör den med vinge och kon bestämda hållfastheten, cu, i stort sett vara densamma som cuDS. Korrektionsfaktorn ? bygger på ett antal studier av brott, främst av fyllningar. Säkerhetsfaktorn beräknad med cu korrigerad med ? blev då 1,0, utan att använda anisotropi. Ser man på vad de förväntade värdena för de olika hållfastheterna är, så bör cu från vinge vara marginellt högre än cuDS. Delaktivitet 1 Internationell utblick. Internationell erfarenhet och praxis skall inhämtas dels med tanke på den internationalisering som byggbranschen utsetts för och dels bör rimligen man kunna hantera problematiken på likande sätt i motsvarande geologi här som utomlands. Sverige är tämligen unikt när det gäller det flitiga användandet av vinge och kon för bestämning av den odränerade hållfastheten. I andra länder med omfattande leravlagringar (t.ex. Norge, Finland, Kanada, USA, Thailand, Singapore) bestäms den odränerade skjuvhållfastheten ofta med direkta skjuvförsök och triaxialförsök. En koncis genomgång av praxis för val av odränerad hållfasthet i dessa länder när det gäller t.ex. dimensionering av sponter, pålar och slänter kan ge värdefull erfarenhet om hur och i vilken omfattning man använder de med avancerade metoder bestämda hållfastheterna. Delaktivitet 2 Vingförsök – ett relevant försök med rätt utförande? Det finns kanske ingen anledning att ifrågasätta vingförsöket i sig, men väl utförande och tillämpning. Några fenomen som bör utredas/penetreras: - Det finns en tendens till att vingförsök utförda i modern tid ger något lägre hållfasthetstillväxt med djupet än äldre vingar. Finns det förändringar i maskineri, utförande, registrering som påverkar resultaten? Några jämförelser görs. - En ny vinge, där rotation och registrering av rotation och moment görs nere vid vingen utvecklas och testas i ett parallellt projekt. Kan förklaringen till låg hållfasthetstillväxt på större djup ligga i felaktig mätning, registrering, av verkliga förhållanden? Detta belyses i ett separat projekt som genomförs vid Chalmers Tekniska Högskola. Separat finansiering, se vidare FUD-info. Delaktivitet 3 Avancerade försök – utförande, tolkning och rekommendationer. Utförandet av direkta skjuvförsök och triaxialförsök kräver en noggrann planering när det gäller direktiv för försökets genomförande. Faktorer som inverkar och måste beaktas är jordens konsolideringsegenskaper, in situ-spänningar före respektive efter byggnation och schakter, tillämpningsområde mm. Det mesta är känt, men det behövs tydliga direktiv/regler som t.ex.: - Planering av antal försök samt vilken typ som skall utföras på vilka nivåer - Bestämning av konsolideringsspänningar, avlastning före skjuvning samt försöksutförande - Tolkning av resultat - Eventuellt beaktande av belastningshastighet vid stora djup - Val av värde beroende av dimensioneringssituation. En viktig punkt att belysa är också hur man konsoliderar DS och Triax med tanke på den spänningssituation man har respektive förväntar sig (kan bli avlastning i schakt, pålastning av yttre vertikal last/horisontell förändring av pålning, KC-pelare, rörelser etc.) I SGF rapport 2:2012 behandlas Triaxförsök mer generellt. Detta projekt behandlar lera och bör vara konkretare och mer handbokskaraktär när det gäller genomförande och tolkning av försök. Delaktivitet 4 -Case records” – jämförelse mellan resultat från olika typer av försök. Det finns ett ganska stort antal punkter i Göteborgsregionen där man på Trafikverkets uppdrag utfört omfattande provning, omfattande såväl provtagning, vingborrning som avancerade försök. Vissa av dessa väljs ut för noggrannare studium och kompletteras eventuellt med ytterligare undersökningar. Även den ”nya vingen” bör testas i dessa lokaler inom ramen för det projektet. Projektet planerar även att omfatta andra delar av Sverige, som t.ex. Stockholmsområdet, Mälardalen eller Linköping/Norrköping. Problemet med att inkludera även dessa regioner är att där finns idag ett begränsat antal lokaler där även avancerade försök utförts. Alltför omfattande fält och laboratorieförsök ryms sannolikt inte inom de givna budgetramarna. Delaktivitet 5 - Jämförelse, diskussion och analys. När väl alla försöksresultat föreligger och när erfarenheter från andra delar av världen inhämtats görs sammanställningar och jämförelser. I denna fasen kommer förhoppningsvis ett ganska tydligt mönster att framträda som kan ge underlag för de rekommendationer som Trafikverket önskar ska bli resultatet av projektet. Delaktivitet 6 -Rekommendationer. I en slutrapport ska tydliga rekommendationer ges för vilken eller vilka typer av försök som bör göras i olika geologiska formationer med lera beroende på den storlek, karaktär och omfattning ett projekt har. Vidare skall tydliga rekommendationer ges för hur avancerade försök ska planeras, genomföras och tolkas. När det gäller ving- och konförsök ska eventuella giltighetsområden för nuvarande korrektionsfaktorer anges. Speciellt skall faror och fällor framhållas, och det gäller samtliga typer av försök
Item type:

Powered by Koha