Forankring av rørgater i bratt terreng: Forsøk med materialer og metoder

Abstract

Denne masteroppgaven omhandler forankring av nedgravde rørgater i bratt terreng. Oppgaven er en fortsettelse av et samarbeidsprosjekt mellom NVE og Institutt for vann- og miljøteknikk ved NTNU. Det siste året er det skrevet en masteroppgave og tre prosjektoppgaver om samme tema.Teorien er basert på arbeidet i de nevnte oppgavene. Det er presentert fem ulike beregningsmodeller for å beregne stabiliteten for en rørgate forankret på friksjon. Modellene blir evaluert med to ulike typer av forsøk, modellforsøk utført i laboratorium og fullskala forsøk i felt. Forsøkene er utført med rørsegmenter på 3 ? 6 m, og med diameter, d = 100, 300 og 500 mm. I tillegg er det utført laboratorieforsøk (friksjonsforsøk) for å bestemme friksjonskoeffisienten (μ) mellom rør og omfyllingsmasser (pukk). Modellforsøk i laboratorium viser at friksjonskraften mellom rør og omfyllingsmasse reduseres som en funksjon av helningen på røret. Alle beregningsmodeller ser ut til å underestimere friksjonskraften mellom rør og omfyllingsmasse for forsøk utført med horisontalt rør. En av modellene gir imidlertid gode resultater for forsøk utført med rør i 35o helning. Dette viser at en justering av beregningsmodellene med √(〖tan〗^2 (φ)-〖tan〗^2 (α)), hvor φ er friksjonsvinkelen til omfyllingsmassen og α er helningen av røret, er en god justering for å kalkulere friksjonen internt i omfyllingsmassen.Fullskala forsøk viser at beregningsmodellene overestimerer friksjonskraften mellom rør og omfyllingsmasser.Resultater fra modellforsøkene utført med horisontalt rør viser godt samsvar med resultater fra feltforsøkene når de skaleres opp med en faktor, k=2*D_fullskala/D_modell , hvor D er diameteren til rørene benyttet i de ulike forsøkene.Resultater fra friksjonsforsøk viser at friksjonskoeffisienten (μ) mellom rør og pukk er, μ > 0.60, hvilket er en høyere verdi enn hva som er vanlig å benytte i bransjen. Det er vist at fullskala forsøk, med oppsettet som er benyttet under arbeidet med denne oppgaven, kan gi usikre resultat. Det er derfor foreslått at fullskala forsøk som foretas på senere tidspunkt, utføres med samme oppsett som er benyttet i modellforsøkene.Det viktigste videre arbeidet som kan utføres ved en videreføring av oppgaven er arbeid for å undersøke skala- og laboratorieeffekter, både for modellforsøk utført i laboratorium og fullskala forsøk. En god metode for å skalere modellforsøk vil være av stor verdi for å fortsette arbeidet med å kalibrere beregningsmodellene.