Numerisk simulering av initialspenninger i to leirskråninger og innvirkning av initialspenningene på stabiliteten

Abstract

Denne masteroppgaven omhandler stabilitetsvurderinger ved å studere ”in situ” spenningstilstand og mobiliseringsgrad. Oppgaven har sitt utspring i den geotekniske detaljprosjekteringen av Rv. 717 Sund-Bradden i Rissa i Sør-Trøndelag. Den prosjekterte veistrekningen hadde en trasé som ville ha gått forbi brakkvannspollen Botn og over en kvikkleiresone ved Rein kirke. Enkelte stabilitetsprofil bestod bl.a. av mye kvikkleire og stabiliteten så ut til å være dårlig. Ulik tolkning av ”Håndbok 016” mellom reguleringsplan og detaljplan førte til en diskusjon rundt sikkerhetsprinsipper ved stabilitetsberegninger. Tilstrekkelig stabilitet krevde store motfyllinger og man fryktet at kvikkleiren kunne overbelastets lokalt slik at man kunne få en progressiv bruddutvikling. Dette ville ikke ha blitt fanget opp av beregningsprogrammet GeoSuite, så man ønsket å vurdere stabiliteten på nytt ved hjelp av mer avanserte beregningsverktøy.Hensikten med oppgaven har vært å undersøke to stabilitetsprofil fra detaljplanleggingen med elementmetodeprogrammet PLAXIS. Stabiliteten er blitt vurdert ved å studere mobiliseringsgrad før og etter motfyllingen er lagt ut. Mobiliseringsgraden kan gi en indikasjon på om det er fare for lokal overbelastning slik at et progressivt brudd kan utvikle seg. Endring av mobiliseringsgrad på grunn av fyllingen er vurdert og knyttet opp mot sikkerhetsfaktorer beregnet i GeoSuite av NGI.For å gjengi et mest mulig troverdig spenningsbilde av profilene er det gjort en simulering av geologisk historie i PLAXIS. Det erhentet inn eksisterende kunnskap om geologien i området og hvordan denne har utviklet seg etter siste istid. Lokale forhold i deto profilene er så gjenskapt på bakgrunn av dette og grunnundersøkelser gjort i området. I PLAXIS er ”in situ” spenningstilstand generert ved å simulere; løsmassenes sedimentering, landhevning, oppbygning av strandsone og eventuelle ras og annen erosjon.Resultatene fra beregningene bekrefter at stabilitet er kritisk i de utvalgte profilene. Den store forekomsten av kvikkleire gjør at stedvis forhøyet mobilisering kan føre til en progressiv bruddutvikling. I profil 5 vil fyllingen redusere mobiliseringsgraden, men faren for et progressivt brudd er fortsatt til stede. I profil 8 vil mobiliseringsgraden reduseres der skråningen i utgangspunktet varmest påkjent, men i resten av skråningen vil mobiliseringsgraden øke.