Tilbakeregning av flakskred i leire, og spenningsbetraktninger rundt flakskred i en idealisert skråning

Abstract

Flakskred i kvikkleire er kjennetegnet ved en strain-softening materialoppførsel og en progressiv bruddutvikling. Fordi materialmodeller som tar hensyn til strain-softening foreløpig er lite brukt til geoteknisk dimensjonering og prosjektering, er det i denne rapporten undersøkt om man ved bruk av mer konvensjonelle materialmodeller, Mohr-Coulomb og NGI-ADP, kan forutse flakskred med PLAXIS-analyser. I rapporten er også sikkerheten til en idealisert skråning vurdert ut fra håndregning og PLAXIS-beregninger. Disse vurderingene tar heller ikke hensyn til strain-softening.Aas (1981) tar for seg flakskred og deres bruddmekanismer, og Karlsrud et al. (1985) ser på skredfaren i sensitive leirer. En del av teorien fra disse kildene er undersøkt nærmere. Et av diagrammene i Aas (1981) er retolket, og dataene er plottet i et p'-q-diagram, som ofte blir brukt innen geoteknikk. Aas (1981) og Karlsrud et al. (1985) opererer med to friksjonsvinkler for sensitive leirer, en for toppunktet til spenningsstien, og en for området etter toppunktet. I den forbindelse er tidligere utførte treaksialforsøk fra leirprøver fra Tiller og Rissa tolket. Denne tolkningen viser en lineær spenningssti etter toppunktet, og ikke to friksjonsvinkler. På grunnlag av de tolkede treaksialforsøkene er det sett på sammenhengen mellom omrørt skjærstyrke og friksjonsvinkel.Ved bruk av håndregning er det sett på likevekt for et jordelement i en idealisert skråning. Fordi kun skjærkraften og skjærkapasiteten i underkant av elementet inngår i beregningen, og endekreftene på jordelementet er utelatt, er det i praksis sikkerheten for en uendelig lang skråning som betraktes. Grunnvannets betydning for sikkerheten til skråningen er også undersøkt.Den idealiserte skråningen er også modellert i elementmetodeprogrammet PLAXIS, både med drenert og udrenert Mohr-Coulomb materialmodell. Det er sett på hovedspenningsretninger i initialfasen og i safety-fasen, fasen hvor skråningen går til brudd. Det er vist at en skråning går til brudd for $\alpha+\beta=45^\circ$, og ikke $\alpha+\beta=45^\circ\pm \rho/2$, som angir kritisk plan for effektivspenningsbasis. Dette kan forklares med flyteloven og ikke-assosiert flytning. Resultatene fra PLAXIS-analysene er sammenlignet med de fra håndregning. Det er funnet at jo lengre skråningen gjøres i PLAXIS, jo bedre stemmer sikkerhetsfaktoren overens med den fra håndregning. Ved å bruke ulike tverrkontraksjonstall er det sett på initialspenningenes betydning for sikkerhetsfaktoren. Første flyt er undersøkt for et bæreevneproblem.To typiske flakskred, Furre-skredet (1959) og Båstad-skredet (1974), er modellert og analysert i PLAXIS, henholdsvis med Mohr-Coulomb-modellen og NGI-ADP-modellen. Disse materialmodellene tar ikke hensyn til strain-softening. Analysene viser at begge skredene har lav sikkerhet mot et initialskred i skråningsfoten. Dette indikerer at det i områder med kvikkleirelag, hvor sikkerheten mot initialskred er lav, kan skje en progressiv bruddutvikling. Modellene av skråningene blir manipulert for å få flakskred til å oppstå. Dermed kan man se hva sikkerhetsfaktoren til et flakskred er i PLAXIS, for en skråning modellert med konvensjonelle materialmodeller.