Skråningsstabilitet for Gløshaugen øst og Høgskoledalen
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2779450Utgivelsesdato
2020Metadata
Vis full innførselSamlinger
Sammendrag
I forbindelse med samlokaliseringen av campusene ved NTNU i Trondheim, er det ønskelig åundersøke mulighetene for ulike utbyggingsalternativer for den østlige delen av Gløshaugen.Ved en eventuell utbygging for denne delen av Gløshaugen må skråningsstabiliteten mot Høgskoledalen undersøkes.Høsten 2019 gjennomførte studentgrupper ved NTNU feltarbeid med påfølgende laboratorieforsøkpå 54 mm sylinderprøver fra Høgskoledalen. Fra samme området ble det vinteren 2020gjennomført blokkprøvetakinger fra 5 til 9 meters dybde. Med bakgrunn i disse nye grunnundersøkelsene, samt flere tidligere grunnundersøkelser ved Gløshaugen øst og Høgskoledalen, har denne oppgaven samlet tilgjengelig geoteknisk data for stabilitetsanalyse av ett profil som strekker seg fra Gløshaugen på kote +48 og ned til Høgskoledalen på kote +35.Laboratorieundersøkelser ble utført på blokkprøvene i perioden mars til mai. På grunn aven lang periode med stengt laboratorium ved NTNU i forbindelse med pandemien Covid-19,utførte Multiconsult laboratorieundersøkelser på to av blokkprøvene.Resultatene påviste sprøbruddmateriale i Høgskoledalen, som antakeligvis henger sammenmed sprøbruddmaterialene under Gløshaugen-platået. I tillegg preges Høgskoledalen i stor gradav middels sensitiv leire. Det ble utarbeidet OCR-profiler basert på ødometerforsøk og CPTU-sonderinger fra Høgskoledalen. Profilene ble sammenliknet med antatt opprinnelig havbunn oggrunnvannstand. Sammenlikningene viste at prekonsolideringsspenningene for sedimentenestemmer godt med antakelsen om at opprinnelig havbunn tidligere lå på kote +48 - tilsvarendehøyden som Gløshaugen ligger på i dag.Det ble foreslått Su-profiler for skråningsprofilet basert på treaksialforsøk av blokkprøver, CPTUog SHANSEP-analyse, samt etablering av anisotropi-forhold. Stabilitetsanalysene ble gjennomførtbåde udrenert og drenert med elementmetodeprogrammet PLAXIS 2D. Analysene fordagens lastsituasjon for en drenert tilstand viste høye verdier av sikkerhet, men analysene foren udrenert tilstand viste lave verdier av sikkerhet. Dette medførte nødvendighet for stabiliseringstiltak for eventuelle ombygginger på Gløshaugen. Ulike motfyllingsalternativer ble vurdert for undersøkelse av kritiske glideflater med tilhørende sikkerhetsfaktorer.Foreslåtte stabiliseringstiltak i form av motfyllinger ved skråningsbunnen ble undersøkt, oganalysene viste at sikkerheten økte ved forskyvning av kritisk glideflate lenger ut i Høgskoledalen.For oppnåelse av sikkerhetskrav i henhold til retningslinjer, der skjærstyrken til sprøbruddmaterialer skal reduseres med 15 %, ble alternativet med 4 meter høy motfylling i skråningsbunnenog 1 meter oppfylling av dalbunnen vurdert som tilfredsstillende. Dette motfyllingsalternativetinnebar også tilstrekkelig sikkerhet med lastpåvirkning fra bygninger på 35 kPa. In conjunction with the co-location of the campuses at NTNU in Trondheim, it is desirableto explore the possibilities of new constructions on the eastern part of Gløshaugen. Potentialdevelopment on Gløshaugen East requires slope stability investigation for the area betweenGløshaugen and Høgskoledalen.In the fall of 2019, students from NTNU conducted geotechnical field work with subsequentlaboratory experiments on 54 mm cylindrical samples from Høgskoledalen. From the same area,block sampling from 5 to 9 meters depth was carried out in the winter of 2020. Based on these recent geotechnical surveys, in addition to several previous surveys at Gløshaugen East and Høgskoledalen, this thesis has compiled available geotechnical data for stability analysis of a profileextending from Gløshaugen on isoline +48 down to Høgskoledalen on isoline +35.Laboratory tests were performed on the block samples in the period March to May. Due to along period of closed laboratories at NTNU as a result of the pandemic Covid-19, Multiconsultperformed laboratory tests on two of the block samples.The results showed brittle material in Høgskoledalen - probably related to the brittle materialunder the Gløshaugen Plateau. Additionally, Høgskoledalen is largely characterized by medium sensitive clay. OCR profiles were prepared based on odometer tests and CPTU soundings fromHøgskoledalen. The profiles were compared with the assumed original seabed and groundwaterlevel. Comparisons showed that the preconsolidation stresses for the sediments correspond wellwith the assumption that the original seabed was previously at isoline +48 – the current heightof Gløshaugen.Su profiles were proposed for the slope profile based on triaxial tests on block samples, CPTUsounding and SHANSEP analysis, as well as establishing anisotropy ratios. The slope stabilityanalyses were computed both drained and undrained using the finite element programPLAXIS 2D. Whereas the analyses for the current load situation under drained conditions yieldedhigh safety factor values, the analyses for undrained conditions yielded low safety factorvalues; prompting stabilization measures for any redevelopment at Gløshaugen. Various fill alternatives were considered for examining critical failure surfaces with associated safety factors.Proposed stabilization measures in the form of fill at the bottom of the slope were investigated,and the analyses suggested that the safety increased by shifting the critical failure surfacefurther out into Høgskoledalen. In order to meet the safety requirements issued through national regulations, where the shear strength of brittle materials is reduced by 15 %, a 4-meter-thickfill on the slope bottom and a 1-meter-thick fill of the valley floor was considered satisfactory.This fill option also provided adequate safety with dead load impact from buildings of 35 kPa.