Vis enkel innførsel

dc.contributor.advisorNordal, Steinar
dc.contributor.authorSønsterud, Kevin Peter Cruz
dc.date.accessioned2021-10-05T17:41:59Z
dc.date.available2021-10-05T17:41:59Z
dc.date.issued2021
dc.identifierno.ntnu:inspera:80589635:16142023
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11250/2787934
dc.description.abstractEn rørvegg er en anleggsteknisk god løsning, den er tilpasningsdyktig, og rask og enkel å gjennomføre med lite omfattende byggetrinn og uten behov for betydelig rigging. Rørene kan bores rett gjennom harde lag bestående av morene, steinfyllinger og blokkrik jord, noe som er gunstig ettersom det kan gjøres raskere og enklere enn andre støttekonstruksjoner som også kanskje trenger forgraving. En stor del av rørveggdimensjoneringen, med tanke på rørdimensjon og senteravstand for å sikre stabilitet under og over gravenivå, blir i dag basert på erfaringer og ingeniørmessig skjønn. Det er ingen standardiserte løsninger for rengjøring av rør, og omfang og geometri av utgraving mellom rørene. I denne masteroppgaven blir ulike Plaxis 2D simuleringer utført og ulike problemstillinger diskutert for å øke forståelsen av de kritiske momentene ved stabiliteten til veggen. De utførte simuleringene kan deles inn i to hovedkategorier, simuleringer med og uten sprøytebetong. For simuleringene uten sprøytebetong har jordparametere som kohesjon og dilatans blitt undersøkt, i tillegg til senteravstanden og utgravingsgeometrien mellom rørene. For simuleringene med sprøytebetong har geometrien og plasseringen til betongen som støtter opp lysåpningen blitt studert, i tillegg til senteravstanden og heften mellom betongen og stålrørene. Resultatene viser at kohesjonen har mye å si for å utvikle buevirkningen i jorden. Buevirkningen er helt avgjørende for å sikre stabilitet før sprøytebetongen påføres. Hovedgrunnen til å benytte sprøytebetong er for å sikre en langtidsstabilitet av veggen; den er nødvendig fordi kohesjonen vil reduseres med tiden og da vil spenningene løpe på betongen over tid. Betongen vil sørge for å opprettholde buevirkningen i jorden ved å redusere erosjonen av finstoff og utfall av jord som ville ha ført til svekkelse av buevirkningen, samt sørge for at jorden ikke løsner opp og mister all kohesjon. Kohesjonen i materialet kommer i hovedsak fra sementeringen som er mellom kornene i materialet. Svært høye sikkerhetsfaktorer er oppnådd fra simuleringer der betongen kommer på innsiden av rørene slik at den kiles fast. Utfordringen blir når den ikke kommer forbi midtpunktet av rørene og må avhenge av heften for å henge på yttersiden av rørveggen, ettersom heftstyrken er vanskelig å forutse og veldig avhengig av ren overflate for å feste seg. Resultater fra parameterstudiet på heften viser at en oppnår tilstrekkelig stabilitet selv med forholdsvis lav heftstyrke. Resultatene fra undersøkelsene gjort på skvising under gravenivå i bløt til middels fast leire viser at så lenge pelene ikke har en veldig kort forankringslengde ned i leira, så vil vanligvis ikke stabiliteten under gravenivå være dimensjonerende for lysåpningen. Oppgaven konkluderer med et sett retningslinjer for forberedelser av rørene og lysåpningen før påføring av sprøytebetong, for å sikre heft og betongplassering mellom rørene.
dc.description.abstractA pipe wall is a good construction solution because it is adaptable, and has quick and simple construction stages. It can be bored through hard layers consisting of rocks, moraine, and embankments, which is favorable because it is faster and simpler than other retaining solutions that may need preboring. Today, much of the design regarding center distance and the pipe dimension to secure stability is based on experience and engineering judgment. There are no standardized guidelines for cleaning the pipes and excavation geometry. In this thesis, various simulations are performed in Plaxis 2D, and different challenges are discussed to obtain an improved understanding of the critical parts of the stability. The simulations can be divided into two main categories, simulations with and without shotcrete. For the simulations without shotcrete, soil parameters such as cohesion and dilatancy are studied, as well as the center distance and the excavation geometry between the pipes. For the simulations with shotcrete, the geometry and placement of the shotcrete used to support the soil gap are studied, as well as the shotcrete adhesion to the steel pipes and center distance. The results show that cohesion has a significant influence on developing the arching effect in the soil. The arching effect is crucial for obtaining stability before shotcrete is applied. The main objective for applying shotcrete is to secure the long-term stability of the wall, which is necessary because the cohesion will be reduced over time. Therefore, the load on the concrete will increase over time. The concrete will ensure that the arching effect is maintained by supporting the soil so it does not loosen up and lose all the cohesion, as well as reduce erosion of fine-grained soil material and fallout of soil which would have led to further weakening of the arching effect. The majority of the cohesion in the soil comes from the cementation of the soil where this solution usually is applied, and this will be reduced due to unloading from excavation. High safety factors are obtained if the shotcrete comes on the inner side of the center point of the pipes, the challenge is if it only sticks to the unfavorable outer side of the pipes, because here it will essentially depend on the adhesion which is difficult to predict and is highly dependent on enough clean surface area on the pipe. The results from the parametric study of the adhesion show that sufficient stability is achieved with rather small values of adhesion strength. The results from the investigation of soil squeezing under the excavation floor when the pipes end in soft to medium-firm clay show that as long as the pipes are not very short, the stability under the excavation floor is usually not critical. The thesis concludes with a set of guidelines for preparing the soil pipes and soil gaps before applying the shotcrete in order to enhance the adhesion and shotcrete location between the pipes.
dc.languageeng
dc.publisherNTNU
dc.titleStability of Pipe Walls for Supporting Excavation in Cohesive Material
dc.typeMaster thesis


Tilhørende fil(er)

Thumbnail

Denne innførselen finnes i følgende samling(er)

Vis enkel innførsel