Skred i strandsonen: studie av skredet i Leksvik
Abstract
Den 20.juni 2018 gikk det et stort skred i Leksvik i Trøndelag. Hendelsen inntraff i strandsonen og spredte seg over 1,3km på svært kort tid. Studier av batymetrisk kart avslører at det er flere skredgroper langs strekningen. Dette indikerer at hendelsen ikke har skjedd som ett sammenhengende skred, men som flere skred knyttet sammen av en felles skredkant. Denne antagelsen er utgangspunktet for rapporten. Initialskredet er identifisert til å være forårsaket av anleggsarbeid i strandkanten ved Hjelopen, like øst for Leksvik. Rapportens hovedmål går ut på å studere hvorvidt det er rimelig å anta at initialskredet har forårsaket nye grunnbrudd og hva som eventuelt har vært det neste steget i skredsekvensen. Problemstillingen tilnærmes ved å gjøre stabilitetsanalyser på skråningen ved Hjelopen. Analysene krever god forståelse av grunnforholdene og til det formålet undersøkes feltdata fra refleksjonsseismikk, geotekniske grunnundersøkelser og kjerneprøver. Viktige faktorer for utvikling og begrensning av skredet diskuteres på bakgrunn av tolkede feltdata, klimadata og topografiske forhold. For å studere skredsekvensen har det blitt vurdert ulike skråningssituasjoner ved Hjelopen. Udrenerte analyser er gjort i lamellemetodeprogrammet ‘Slide’ og i endelig elementmetodeprogrammet ‘Plaxis 2D’. I simuleringen benyttes både Mohr-Coulomb og NGI-ADP-jordmodell, sistnevnte for å ta hensyn til anisotropi i jorden. Inndata for samtlige analyser er udrenerte skjærstyrkeparametere. Skjærstyrkeforholdet i sjøbunnsleiren er bestemt med utgangspunkt i tolket feltdata og er videre modellert etter SHANSEP-prinsippet. Initialskredet provoseres frem ved å belaste skråningen med et fyllingsarbeid. Ved å fremprovosere et grunnbrudd som ligner det virkelige initialskredet i Leksvik oppnås verdifull informasjon om skjærstyrkeforholdene, som benyttes for videre analyser. Dette oppnås ved aktiv udrenert skjærstyrke like under 6 kPa i toppen av leiren og med økende verdier med dybde. Skredutviklingen studeres med utgangspunkt i to hypoteser. Hypotese 1 forutsetter fremoverrettet utvikling av initialskredet, mens hypotese 2 antar at skredets andre steg har vært en sideveis utbredelse langs strandsonen. For hypotese 1 blir sikkerhetsfaktor lik eller under 1 for samtlige simuleringer. Ved testing av hypotese 2 medfører simuleringene ingen betraktelig nedgang i skråningssikkerheten, der den mest kritiske situasjonen resulterer i FoS = 1,13. Med bakgrunn i resultatene fra hypotesetestingen kan det konkluderes at fremoverrettet utvikling av initialskredet er det mest sannsynlige steg nummer to i skredsekvensen i Leksvik. Simuleringene må ansees som vesentlige forenklinger av virkeligheten, da de ikke tar hensyn til tredimensjonale effekter ved tap av sidefriksjon som følge av initialskredet. En ytterligere svakhet ved simuleringene er at ingen av analysene tar hensyn til leirens påviste sprøbruddegenskaper. Da hypotesetesten konkluderer med fremoverrettet bruddutvikling, eksisterer det en sannsynlighet for at skredhendelsen skyldes progressiv bruddutvikling. On the 20th of June 2018, a large landslide took place in Leksvik, in Trøndelag. The incident occurred on the shoreline and spread over 1,3km in a very short time. Investigations of bathymetric maps reveal that there are several slide scars along that distance. This indicates that the incident did not happen as one, large landslide, but as several slides connected by a common slide escarpment. This is the principle assumption of this report. The initial slide is identified to be caused by construction work on the shoreline of Hjelopen, just east of Leksvik. The main objective of this report is to study whether it is reasonable to assume that the initial slide has caused new landslides, and what may have been the next step in the sliding sequence. The problem is approached by doing stability analysis on the shore slope at Hjelopen. The analyses require a good understanding of the soil conditions and for that purpose, field data from reflection seismics are examined, as well as geotechnical soil investigations and core samples. Important triggering and limiting factors of the slide is discussed based on interpreted field data, acquired climate data and the topographical conditions. Various slope situations have been evaluated to study the slide sequence at Hjelopen. Undrained analyses are carried out in the limit equilibrium slope stability program ‘Slide’ and the finite element method program ‘Plaxis 2D’. In the simulations both Mohr-Coulomb and NGI-ADP soil model are used, the latter used to account for soil anisotropy. Input data for all analyses are undrained strength parameters. The shear strength condition in the seabed is determined based on interpreted field data and is modelled based on the SHANSEP-principle. The initial slide is provoked by loading the slope, simulating a filling. By provoking a slide that resembles the real initial slide in Leksvik, one will achieve valuable information about the shear strength conditions, which is later used for further analyses. The is achieved by defining active undrained shear strength in the top of the clay layer as just below 6 kPa, with increasing values with depth. The slide development is studied based on two hypotheses. Hypothesis 1 suggests a forward movement of the initial slide, while hypothesis 2 assumes that the second stage of the slide sequence as a lateral spread along the shoreline. For hypothesis 1 the calculated safety factor is equal to or below 1 for all simulations. Simulations testing hypothesis 2 does not lead to any significant decrease in the safety of the slope. The most critical situation for hypothesis 2 results in FoS = 1,13. Considering the results from the testing of the hypothesis it can be concluded that a forward rotating development of the slide is the most likely to be step number to in the slide development in Leksvik. The simulations must be regarded as containing significant simplifications of the real slide event, as they do not account for three-dimensional effects or loss of side friction, due to the initial slide. Another weakness in the simulations is that none of the analyses take into account the clay’s demonstrated brittle properties. As the hypothesis test concludes with forward development, there is a chance that the sliding incident is in fact due to progressive development.