Effekten av statiske og sykliske laster på gyste bergstag

Abstract

I forbindelse med forankring av brukonstruksjoner i berg, er gyste bergstag sett på som et alternativ. For å forstå nedbrytningen av bergstag under sykliske og statiske laster bedre, er det i denne oppgaven utført et litteratursøk og egne laboratorieforsøk på bergstag med gyst lengde 70 og 270 mm. Gjennom litteratursøket ble eksisterende teori og forskning studert nærmere. Resultatene i fra litteratursøket ble senere sammenlignet med resultatene fra laboratorieforsøkene.

Før stagene ble testet med sykliske laster, ble de testet statisk last med en konstant uttrekkshastighet. Det ble utført to statiske tester på 270 mm stagene og tre på 70 mm stagene. Resultatene fra uttrekkstestene passet godt overens med de ulike skjærspenning forskyvnings modellene studert nærmere i denne oppgaven. Når staget trekkes ut, øker skjærspenningen opp til en maksimal verdi med en tilhørende forskyvning, s1. Ved en videre forskyvning etter dette brytes den mekaniske låsingen ned og skjærspenningene reduseres helt til det kun er friksjonskrefter langs skjærsonen igjen.

Fem stag med 270 mm gyst lengde og 17 stag med 70 mm gyst lengde ble testet med sykliske laster. Nedbrytningen av skjærsonen mellom bergstag av kamstål og gysemasser ser ut til å passe godt overens med syklisk nedbrytning av betong (Aas-Jakobsen, 1970). Ved å benytte modellen for nedbrytning av betong, vil den sykliske kapasiteten ved en syklisk skjærspenning lavere enn 50 % av statisk kapasitet, bli på flere millioner sykler. Ved en konstant syklisk skjærspenning var antall sykler opp til s1, N1, omtrent halvparten av antall sykler til brudd, N2. I en ny beregningsmodell, som doktorgradsstipendiat Joar Tistel arbeider med, er forskyvningsforløpet (f-s) delt inn i to kurver. En konkav kurve for forskyvninger opp til s1, og en konveks fra s1 og opp til brudd.

Ved en ferdigstillelse av modellen i (Tistel, 2016), eventuelt modifisert med tre faser, ser det ut til at dette kan gi en god modell for beregning av den sykliske kapasiteten til gyste bergstag. Om denne modellen gir pålitelige resultater, vil den sykliske kapasiteten til gyste bergstag kunne vektlegges i større grad.