Delvis drenert analyse av innvendig avstivet utgraving

Abstract

Denne masteroppgaven omhandler analyser av de delvis drenerte effektene som kan oppstå ved innvendig, avstivede utgravinger. Formålet med masteroppgaven er å gjennomføre en numerisk studie av prosessen som styrer den tidsavhengige utviklingen ved avstivede utgravinger i lavpermeable jordtyper. Det gir muligheten til å vurdere de delvis drenerte effektene og innflytelsen disse utgjør ved denne typen utgravinger. Ettersom jordens oppførsel ved små tøyninger kan ha innvirkning på setninger ved, og forskyvning av støttevegger, vil også dette aspektet tas hensyn til gjennom valg av materialmodell i PLAXIS. Utgangspunktet for analysen er en rapport over alle relevante forsøk og observasjoner gjort av NGI i forhold til utgravingen ved Vaterland 1, Oslo (1962). Instrumenteringen som ble gjennomført tok for seg målinger av stiverlaster og jordtrykk samt overflatesetninger og spuntforskyvninger. Laboratorieforsøk gjengitt i rapporten gav muligheten til å gjennomføre soiltestanalyser som senere dannet grunnlag for materialparameterne i datasimuleringene. Resultatene antyder i første omgang at de drenerte effektene som oppstår gjennom en byggeprosess lik den på Vaterland, har en innvirkning på jordens spenningstilstand. Selv om jordens spenningstilstand endrer seg, antydes det at de delvis drenerte effektene gir en relativt liten endring i jordens mobiliseringsgrad. Dette sett i forhold til udrenerte simuleringer. Analyser tyder også på at spuntvegg og spesielt avstiverne ikke ble belastet til sin maksimale kapasitet og dermed ikke stod i fare for knekking og kollaps, selv etter de drenerte effektene ble innført. Det kan dermed virke som drenering i henhold til forholdene på Vaterland, ikke har en direkte innvirkning på byggegropens umiddelbare sikkerhet. Resultatene antyder derimot at drenering vil ha en konsekvens dersom forholdene ved byggegropen skulle endres til en mer kritisk tilstand. Forsøk på simulering av et udrenert brudd etter siste byggefase, antyder at de drenerte effektene bringer jorden til en spenningstilstand hvor den mobiliserbare skjærspenningen τ reduseres. Dette er sett i forhold til en byggeprosess som modelleres fullstendig udrenert. Det må legges til at bruddsimuleringene ble gjennomført i soiltest, og dermed ikke representerer den reelle spenningsutviklingen ved et slikt brudd. Tendensene er likevel at dreneringseffekter ved innvendig avstivede utgravinger lik den på Vaterland, kan skape redusert skjærstyrke i jorden. Dermed kan risikoen for brudd øke, om kritiske situasjoner skulle oppstå i underveis i byggeprosessen. Det ble gjennom arbeidsprosessen avdekket mangler ved den tilgjengelige informasjonen rundt utgravingen på Vaterland. Spesielt laboratoriedataene var mangelfulle, noe som ledet til utstrakt bruk av generelle erfaringsdata i henhold til jordens materialegenskaper. Enkelte antagelser rundt bevegelse og momentkapasitet av spunt ble også vurdert som tvilsomme. Sett i sammenheng med forenklinger rundt jordens anisotrope egenskaper ved udrenerte forhold, bør derfor resultatene i denne oppgaven ses på som veiledende heller enn eksakt