Trykkpåkjenning fra et sørpeskred og bruk av virtuelle felts metode til rekonstruering av trykk på plater

Abstract

Sørpeskred er store destruktive snøskred, som fort kan ødelegge det som måtte stå i veien. Både menneskeliv, infrastruktur og bygninger kan gå tapt, dersom et sørpeskred skulle inntreffe. Informasjon om krefter involvert i disse skredene er derfor essensielt ved etablering av nye konstruksjoner og sikringstiltak i skredterreng. Det finnes begrenset forskning på området, og nedskalerte modeller kan gi verdifull informasjon om hvilke laster og trykk sørpeskred kan påføre.

I dag finnes det ingen universell metode å måle fordelt trykk på plater. Punktlaster kan måles ved lastceller, men disse gir ingen informasjon om hvordan trykket fordeler seg. Virtuelle felts metode er en metode som kan rekonstruere trykkfordeling og amplitude på plater, basert på overflatehelninger.

Rapporten kan derfor deles inn i to deler:

Del 1. Teorien rundt virtuelle felts metode blir forklart. I tillegg er det gjort et forsøk hvor virtuelle felts metode blir brukt til å rekonstruere et hydrostatisk trykk på en plate.

Del 2. Teori om sørpeskred, utløsning, sikring og krefter blir forklart. Det er også gjort et forsøk hvor et nedskalert sørpeskred blir sendt ned en renne og treffer en plate. Kraften på platen blir så målt ved lastceller.

Resultatene viser at virtuelle felts metode kan benyttes med en grei nøyaktighet til å bestemme hydrostatisk trykk på en plate. Samtidig anbefales det å videreutvikle metoden dersom den skal benyttes til å rekonstruere trykket på en plate i et sørpeskred. Forsøket med det nedskalerte sørpeskredet viser betydningene av konstruksjonens design for å dempe impulslaster. Lastene fra skredet sammenlignes med ulike beregningsmodeller, og resultatene viser viktigheten av å finne trykkfordelingen innad i skredet.

Slush flows are large destructive snow avalanches that often may destroy whatever in their path. Both human lives, infrastructure, and buildings can be lost if a slush avalanche occurs. Therefore, information about the forces involved in these avalanches is essential for the establishment of new constructions and safety measures in avalanche terrain. There is limited research in this area, and downscaled models can provide valuable information about the loads and pressures slush flows can exert.

Currently, there is no universal method to measure distributed pressure on plates. Point loads are measured using load cells, but they do not provide information about how the pressure is distributed. The virtual fields method is a technique that can reconstruct pressure distribution and amplitude on plates based on surface slope measurement.

The report can be divided into two parts:

Part 1: The theory behind the virtual fields method is explained. Additionally, an experiment is conducted where the virtual fields method is used to reconstruct hydrostatic pressure on a plate.

Part 2: Theory about slush flows, triggering, mitigation methods, and forces is explained. An experiment is also conducted where a downscaled slush flow is sent down a chute and impacts a plate. The force on the plate is then measured using load cells.

The results show that the virtual fields method can be used with reasonable accuracy to determine hydrostatic pressure on a plate. However, it is recommended to further develop the method if it is to be used to reconstruct the pressure on a plate in a slush flow. The experiment with the downscaled slush flow demonstrates the significance of the construction's design in reduce the impulse loads. The loads from the avalanche are compared with various calculation models, and the results emphasize the importance of finding the pressure distribution within the avalanche.