| dc.description.abstract | Steinfylling er et viktig byggemateriale i mange sammenhenger. Steinfyllinger er ofte brukt som byggemateriale i veier, fundamentering av bygninger, steinfyllingsdammer og utfyllinger i sjø. Det brukes også til å fundamentere konstruksjoner som har en lav toleranse for setninger og setningsdifferanser. Dette kan være store industrielle anlegg eller flyplasser. I disse tilfellene er det derfor nødvendig å kunne beregne og estimere setninger som kan inntreffe.
Ved utvidelse av allerede eksisterende steinfyllinger i sjø har det vært tilfeller hvor dette har ført til store setninger på den gamle fyllingen som har gjort skade på eksisterende bebyggelse.
I denne masteroppgaven er langtids setningsutvikling i steinfyllinger i sjø undersøkt. Det ble først utført et litteraturstudie om temaet "deformasjoner av steinfyllinger i sjø". Dette besto av en gjennomgang av tilgjengelig teori og underlag, samt presentasjon av litteratur som forklarer mekanismer som forekommer under deformasjoner i steinfyllinger.
Empiriske observasjoner viser at både leire og steinfyllingmateriale får en lineær sammenheng mellom kryptøyning og logaritmen til tiden. Basert på dette gjøres det et forsøk på å bruke Soft Soil Creep modellen til å modellere krypsetningene til en steinfylling i sjø. Som regneeksempel er det forsøkt å modellere en steinfylling i Lindesnes (tidligere Grimstad). Soft Soil Creep modellen (ofte forkortet SSC) er utviklet for bruk på myke leirer, og er dermed ikke direkte anvendbar på kryp i steinfyllinger. SSC krever at man har flere forskjellige empiriske parametere. Disse må bestemmes og kalibreres ved bruk av omfattende laboratorietester og feltmålinger. Dette gjør det utfordrende å modellere steinfyllingmateriale. Det finnes lite målinger på setninger i steinfyllinger i litteraturen, og lab-tester som ødometer- og triaksialtester er krevende å utføre på steinfyllingsmateriale. Denne oppgaven blir et teoretisk studie basert på empiriske data og numeriske analyser.
Ved utvidelse av eksisterende fylling på Gismerøya i 2019 oppstod det betydelige deformasjoner av eksisterende steinfylling som gjorde skade på bygg på fyllingen.
Ved tolkning av setningsparametere fra ødometertester funnet i litteraturen er det forsøkt å regne på steinfyllingen i sjø på Gismerøya. Det har blitt sett på krypdeformasjonene som oppstod etter utvidelsen av fyllingen. Fyllingen var ikke komprimert eller forbelastet. Den fikk ligge i 18 år før utvidelsen og hadde et industribygg på seg. Beregningsmetoden er SSC-modellen i Plaxis.
Beregningene i Plaxis vurderes å ha hatt mange usikkerhetsmomenter. Den største feilkilden er at de tolkede setningsparameterne ble valgt ut ifra svært begrenset informasjon. For å kunne gjøre en bedre beregning krever det lab-testing på tilsvarende materiale som i fyllingen. De usikre inngangsparameterne og den begrensede feltmålingen av den faktiske fyllingen, gjør at det ikke er grunnlag til å svare på hvorvidt Soft Soil Creep modellen klarer å modellere realistiske setninger i steinfylling.
Resultatene viste at de beregnede krypdeformasjonene i fyllingen kraftig underestimerte feltmålingene. Selvom det er store usikkerheter i beregningen, peker dette mot at krypdeformasjoner i steinfyllingen ikke var en viktig årsak til de store setningene på Gimserøya. Ut ifra Plaxis-modellen vises det at utvidelsen av fyllingen ikke forandret spenningene i den gamle delen av fyllingen i en betraktelig grad. Når dette er kombinert med at den gamle delen av fyllingen hadde ligget i 18 år før utvidelsen, resulterte dette i svært små beregnede krypsetninger.
Feltmålingene fra Gismerøya viste betydelige horisontale deformasjoner. Kryp-beregningene i modellen ga hovedsakelig vertikal deformasjon.
Resultater fra denne oppgaven har noe relevans også for andre fyllinger. Modellen i oppgaven viser at kryphastigheten blir svært liten over tid. Dette viser at det krever en betydelig tilleggsbelastning for å kunne påføre en steinfylling ytterligere krypdeformasjoner når den allerede har fått krype i mange år. | |
| dc.description.abstract | Rockfill is an important construction material in many contexts. Rockfills are often used as building materials in roads, building foundations, rockfill-dams, and sea reclamation projects. They are also used to support structures that have a low tolerance for settlements and differential settlements, such as large industrial facilities or airports. In these cases, it is necessary to be able to calculate and estimate the settlements that may occur.
In expansion of existing rockfills in the sea, there have been cases where this has led to significant settlements on the old fill, causing damage to existing structures.
This master's thesis investigates the long-term settlement development in rockfills in the sea. It first conducts a literature study on the topic of "deformation of rockfills in the sea." This involves a review of available theories and supporting materials, as well as the presentation of literature explaining the mechanisms that occur during deformations in rockfills.
Empirical observations show that both clay and rockfill materials exhibit a linear relationship between creep strain and the logarithm of time. Based on this, an attempt is made to use the Soft Soil Creep model to simulate the creep settlements of a rockfill in the sea. As a calculation example, an attempt is made to model a rockfill in Lindesnes (formerly Grimstad). The Soft Soil Creep model (often abbreviated as SSC) is developed for use in soft clays and is not directly applicable to creep in rockfills. The SSC requires several empirical parameters, which need to be determined and calibrated through extensive laboratory tests and field measurements. This makes it challenging to model rockfill materials. There is little measurement data on settlements in rockfills in the literature, and laboratory tests such as oedometer and triaxial tests are demanding to perform on rockfill materials. This thesis is a theoretical study based on empirical data and numerical analysis.
During the expansion of the existing fill on Gismerøya in 2019, significant deformations of the existing rockfill occurred, causing damage to the buildings on the fill. By interpreting settlement parameters from oedometer tests found in the literature, an attempt was made to analyze the rockfill in the sea on Gismerøya. The creep deformations that occurred after the fill expansion were examined. The fill was not compacted or preloaded. It had been in place for 18 years before the expansion and had an industrial building on it. The calculation method used was the SSC model in Plaxis.
The calculations in Plaxis are considered to have had many sources of uncertainty. The main source of error is that the interpreted settlement parameters were selected based on very limited information. To improve the calculation, it would require laboratory testing on materials similar to those in the fill. The uncertain input parameters and limited field measurements of the actual fill make it impossible to determine whether or not the Soft Soil Creep model can accurately simulate realistic settlements in rockfills.
The results showed that the calculated creep deformations in the fill significantly underestimated the field measurements. Despite the uncertainties in the calculation, this suggests that creep deformations in the rockfill were not a significant cause of the large settlements on Gismerøya. According to the Plaxis model, the expansion of the fill did not significantly change the stresses in the old part of the fill. When combined with the fact that the old part of the fill had been in place for 18 years before the expansion, this resulted in very small calculated creep settlements.
Field measurements from Gismerøya showed significant horizontal deformations, while the model's creep calculations primarily showed vertical deformation.
The results from this thesis have some relevance to other fills as well. The model in the thesis demonstrates that creep rate becomes very small over time. This indicates that significant additional loading is required to induce further creep deformations in a rockfill. | |
