| dc.description.abstract | Kvikkleireskred har gjennom norgeshistorien ført til store materielle skader og personskader. Det er ofte lite forvarsel i forkant av hendelsen. For å unngå store skredhendelser i fremtiden er det av stor interesse å finne verktøy som kan varsle om potensielle kvikkleireskred før det er for sent.
InterCity Sandbukta-Moss-Såstad (IC SMS) er en planlagt ny toglinje med dobbeltspor i gamle Østfold fylke, mellom Sandbukta i nord og Såstad i sør. Norges Geotekniske Institutt (NGI) er geoteknisk rådgiver og prosjekterende for deler av prosjektet, og oppdaget ved supplerende grunnundersøkelser lavere stabilitet i området enn tidligere antatt.
Instrumentering og overvåkning er en sentral del av oppfølgingen for å sikre trygg gjennomføring av IC SMS-prosjektet og unngå skredhendelser. Instrumenteringen settes ut med hensikt å verifisere at jordoppførselen er som forventet, samt at deformasjoner ikke overskrider grenseverdier for stabilitet. En stor utfordring ved å lage en overvåkningsplan for områdestabilitet er at større kvikkleireskred ofte utløses av mindre initialskred, som raskt vokser bakover. I slike tilfeller har ikke stabilitetsberegninger og instrumentering noe særlig effekt, da instrumenteringen må plasseres nært glideflaten for å fange opp endringer i tide. Instrumentering egner seg derfor best til å fange opp rotasjonsskred og initialskred med større glideflate. For å vite hvor det er nødvendig å plassere instrumentering er det viktig å vite hvor kritiske glideflater i en skråning befinner seg.
NGI har gjennomført stabilitetsberegninger på 31 snitt i Moss. Det er i denne oppgaven gjennomført en robusthetsanalyse i tre av disse snittene; snitt 26, 32 og 57. Analysen gjennomføres i GeoSuite Stability, ved å legge inn tre ulike inngrep som anses som sannsynlige skredårsaker i området - fylling i toppen av skråningen, graving i bunnen av skråningen og poretrykksøkning - til sikkerhetsfaktoren blir F ≤ 1.00. Formålet med denne oppgaven er å undersøke om robusthetsanalyse kan brukes til å avdekke økt overvåkningsbehov som følge av fylling, graving og poretrykksøkning, samt finne flere kritiske glideflater som bør overvåkes. Oppgaven skal også vurdere i hvilken grad et varslingssystem for kvikkleireskred kan være effektivt.
Robusthetsanalysen avdekket ingen nye kritiske glideflater med overvåkningsbehov i snitt 26 og 32 i forhold til det som tidligere var avdekket i IC SMS-prosjektet. I snitt 57 viste analysen to nye kritiske glideflater som bør overvåkes. Dette viser at robusthetsanalyse kan gi tilleggsinformasjon som har betydning for plassering av instrumentering. Det bør instrumenteres ved alle kritiske glideflater der det er fare for skredutvikling. Dette gjelder kritiske flater i dagens situasjon for alle snittene, samt glideflatene ved fylling og graving i snitt 57. Det bør i tillegg instrumenteres i nærheten av kritiske grunnarbeider som gjennomføres i forbindelse med IC SMS-prosjektet, samt der stabiliserende tiltak som jetpeleribber og permanent støttevegg skal installeres. Dette er for at arbeidene skal kunne stanses raskt ved fare for skredutvikling, og eventuelle motvirkende tiltak kan iverksettes.
Det er ikke mulig å lage et varslingssystem som forutser kvikkleireskred med 100 % sikkerhet. Dette skyldes blant annet kvikkleirens sprøbruddoppførsel. Et kvikkleireskred kan utløses nesten uten forvarsel, med kun minimale deformasjoner. Et initialskred kan dessuten gå tilnærmet hvor som helst i skråningen, så lenge lokalstabiliteten er tilstrekkelig lav. Til tross for dette, kan en overvåkningsplan benyttes til å øke sannsynligheten for at et potensielt skred oppdages i tide. Med en kombinasjon av instrumentering som inklinometerkanaler, piezometre og totalstasjoner ved de mest kritiske glideflatene og alternativ overvåkning som bildeovervåkning med satellitt eller drone og jevnlige inspeksjoner av området, kan endringer i forholdene i skråningen oppdages tidlig. Derfra kan de undersøkes raskt, og eventuelle motvirkende tiltak kan iverksettes. | |
| dc.description.abstract | Throughout Norwegian history, quick clay slides have lead to both severe material damage and casualties. There are rarely any warning signs in advance of such slides. Tools that can detect an increased risk of a quick clay slide may provide an alert mechanism to avoid the slide or to evacuate the area.
Intercity Sandbukta-Moss-Såstad (IC SMS) is a planned double-track railway-line in former Østfold county, Norway, from Sandbukta in the north, through the city of Moss, to Såstad in the south. The Norwegian Geotechnical Institute (NGI) is geotechnical advisor for part of the project. NGI has through supplementary ground investigations discovered lower stability in the Moss area than assumed by the initial investigations.
The investigations have concluded that instrumentation and surveillance are essential to secure safe execution of the IC SMS project through Moss to avoid quick clay slides. The instrumentation is installed to verify that the soil behaviour is as expected, and that any deformation does not reach threshold values for area stability. A difficult challenge when creating an instrumentation and surveillance plan for area stability is that big quick clay slides may be triggered by small initial slides, which propagate backwards quickly. In such cases, stability calculations and instrumentation do not matter as much, as instrumentation needs to be installed close to the slip surface to register changes in time. Thus, instrumentation is best suited to monitor rotational slides and initial slides with big slip surfaces. To assess where instrumentation should be positioned, it is essential to know the location of the critical slip surfaces in a slope.
NGI has carried out stability calculations on 31 slopes in Moss. In this master thesis, a robustness analysis is performed on three of these slopes, number 26, 32 and 57. The analysis is done in GeoSuite Stability, by modelling three different events that may cause a slide in the area - a soil fill on the top of the slope, digging in the bottom of the slope and increased pore pressure - until the safety factor reaches F ≤ 1.00. The objective of this thesis is to examine if a robustness analysis can be used to uncover a need for increased monitoring due to a soil fill, digging or increased pore pressure, as well as discover additional critical slip surfaces. The thesis will also consider to what degree a warning system for quick clay slides could be effective.
The robustness analysis did not uncover any new critical slip surfaces in slope 26 or 32 than the ones already discovered in the IC SMS project. It did, however, discover two new slip surfaces in slope 57. This shows that a robustness analysis can provide additional information that is valuable for placement of instrumentation. Instrumentation should be positioned by all critical slip surfaces where a slide may occur. This means the critical surfaces in today's situation for all the slopes, as well as the slip surfaces that will result from a soil fill or from digging in slope 57. In addition, instrumentation should be placed close to the critical groundwork carried out by the IC SMS project, and by the location where stabilizing measures such as jet grouting and a retaining wall are implemented. With this instrumentation, the work may be stopped quickly in case of warnings, and mitigating measures may be implemented.
It is not possible to create an alert system which predicts quick clay slides with 100 % accuracy. This is among other things due to the brittle behaviour of the quick clay. A quick clay slide may be triggered with approximately no advance notice, with only slight deformation. Furthermore, an initial slide may start almost anywhere in the slope, as long as the local stability is sufficiently low. Despite this, an instrumentation and surveillance plan may increase the possibility that a potential slide is discovered in time. With a combination of instrumentation such as inclinometers, piezometers and total stations by the critical slip surfaces, and alternative monitoring such as photo surveillance with drones or satellites and frequent inspections of the area, changes in the conditions in the slope may be discovered early. From there, the changes may be examined quickly, and possible mitigating measures may be implemented. | |