Nedstrøms skråning av steinfyllingsdammer - modellforsøk av plastring under ulike strømningsforhold
Master thesis
Permanent lenke
http://hdl.handle.net/11250/242508Utgivelsesdato
2014Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
Formålet med denne masteroppgaven er å finne ut hvordan ulike strømningsforhold påvirker styrken av et plastret erosjonsdekke. Plastring er en metode å legge stein der steinene ligger stabilt og med god innbyrdes kontakt. Samtidig skal de ligge med fall innover mot dammen slik at det dannes et godt forband. Dette skiller seg fra rauset erosjonssikring, der steiner faller i stabil posisjon ved gravitasjon. Det er undersøkt effekten av at vannstrømmen går igjennom plastringen, over plastringen samt en kombinasjon av begge. Totalt 15 modellforsøk ble gjennomført, der det ble benyttet kantet plastringsstein med en median steinstørrelse (d50) på 25 mm, korngraderingstall (Cu = d60/d10) på 1,44 og helning av plastringssteinene (α) på 63°. Skråningshelningen (S) i alle forsøk var 1:1,5, og høyden (H) av forsøksdammene varierte fra 135 mm 300 mm. Enhetsvannføring ved globalt brudd (qc) varierte fra forskjellige strømningssituasjoner. For plastret skråningsvern ga forsøk med gjennomstrømmende vann de laveste bruddverdiene fra 27 28 l/s/m, overtoppende strømning ga de høyeste verdiene fra 117 153 l/s/m mens en kombinasjon ga verdier fra 69 157 l/s/m.Gjennomstrømning medfører trolig ugunstig strømningssituasjon, som gjør at innlåsingen, kontakten og forbandet til steinene rundt mister sin funksjon. Det kan tyde på at overtoppende vann reduserer den ugunstige strømningen gjennomstrømmende vann medvirker med når det opptrer er en kombinasjon av de to strømningstypene. Det kan være grunn til å tro at overtoppende vannet dermed har en stabiliserende effekt på skråningsvernet. Det ble ikke funnet tegn på at bredden i modellen hadde betydning på styrken av hverken rauset eller plastret skråningsvern. Høyden på dammen har derimot innvirkning på den totale styrken i et plastret dekke. Den relative økningen fra to forsøk med forskjellige høyder på 135 mm og en 300 mm ga en økning i enhetsvannføringen ved brudd på 63 %. Det finnes over 20 beregningsmetoder for å anslå stabil midlere steinstørrelse for rauset skråningsvern. Av behandlet litteratur viser formelen til Khan & Ahmad minst avvik, som i dette tilfellet er overdimensjonering, fra den observerte midlere steinstørrelsen for alle strømningsforholdene. Avviket varierer fra 6 % 88 % ut ifra forskjellige strømningssituasjoner og observert midlere steinsstørrelse.Når plastret erosjonssikring ble utsatt for gjennomstrømning forekom det kun brudd i skråningsvernet. Ved overtoppende vannstrømninger ble det observert partikkelerosjon av enkeltstein i kronen, som etter hvert kunne lede til at hele kronen ble revet av. Det er nevnt at dette er den vanligste erosjonsformen, og i syv av ni forsøk (ekskludert forsøk med rauset skråningsvern og låst damkrone) opptrådde dette. Det er forøvrig i de fleste tilfellene observert stor restkapasitet i erosjonsdekket etter at enkeltstein er erodert.