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

Abstract

Denne oppgaven tar for seg forankring av nedgravde rørgater. Det er undersøkt interaksjonen mellom rør og jord, først i horisontalt terreng og deretter i bratt terreng med helning over 20 grader. I rapporten er det studert beregningsmodeller som benyttes for beregning av glidestabilitet, motstand mot oppløft og global knekking. Det er sett på både modeller som benyttes i vannkraftbransjen og modeller fra andre fagområder. For å undersøke hvorvidt de ulike beregningsmodellene gjengir virkeligheten ble det i atbeidet med oppgaven utført to typer forsøk. Modellforsøk med rør av polyvinylklorid (PVC) og sand og fullskala feltforsøk med rør av glassfiberarmert plast (GRP) med pukk som omfyllingsmasse. I modellforsøkene ble følgende undersøkt: - Aksiell friksjonskraft i horisontalt og bratt terreng - Motstand mot oppløft - Stivhet i jord og knekking Forsøksplanen for feltforsøkene ble utarbeidet på grunnlag av modellforsøkene, og i disse ble det sett nærmere på: - Aksiell friksjonskraft i horisontalt og bratt terreng - Motstand mot oppløft I feltforsøkene ble det også undersøkt i hvilken grad disse kreftene er avhengig av overdekningshøyde og komprimering. Beregning av knekking ble utført med elementmetodeprogrammene Focus Konstruksjon 2D og Abaqus. Dette for å se om programmene kan benyttes til å simulere knekking av rørgater i bratt terreng. Beregningene ble sammenlignet med modellforsøkene og viste at Abaqus er det mest egnede programmet. Verdiene fra 2D-modellen i Abaqus kan benyttes til gode overslagsberegninger, men for en fullverdig simulering av knekking av nedgravde rørgater bør det gjennomføres mer avanserte beregninger. Resultatene fra modellforsøkene virker til å følge samme trend som beregningsmodellene. Likevel er det noen avvik som kan komme av unøyaktigheter i målingene fra modellforsøkene. I feltforsøkene faller resulatene fra oppløftsforsøkene innforbi de beregnede verdiene. De aksielle friksjonskreftene avviker derrimot mye fra de beregnede verdiene. Sannsynligvis skyldes dette usikkerhet omkring friksjonsfaktoren mellom rør og omfyllingsmasse, og jordtrykket rundt røret. Det er anbefalt konkrete forslag for å studere temaet nærmere.