• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 12
  • 2
  • Tagged with
  • 14
  • 10
  • 10
  • 5
  • 4
  • 4
  • 4
  • 3
  • 3
  • 3
  • 3
  • 3
  • 3
  • 3
  • 3
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
1

Stadsklimateffekter i Uppsala

Karelid, Andreas January 2003 (has links)
Studierna av de lokala klimattyperna i våra städer blir allt viktigare i takt med attbefolkningen ökar och städerna växer. I denna undersökning analyserades profildata ochturbulensdata insamlade i Uppsala mellan 1974 och 1979. Variablerna jämförs vid olikavindriktningar, framförallt när vinden blåst över staden och när den kommit från denomgivande landsbygden. Profiler av Richardson-talet gav en tydlig skillnad i stabilitet mellan de olika vindsektorerna,särskilt nattetid. Vid vind över staden var skiktningen ofta betydligt mer instabil, till och medkonvektion förekom. Förutom Richardson-talet har även det så kallade MPT-indexet (MPT =Modified Pasquil-Turner) prövats som stabilitetsmått i lägre skikt med ett mycket bra resultat.Indexet stämmer väl överens med Richardson-talet upp till åtminstone 20 m höjd. MPT harfördelen att det innehåller få variabler och har tydliga intervall mellan de olika stabiliteterna. De interna gränsskikt, som byggs upp över ytor av annan karaktär än omgivningen, harberäknats över Uppsala vid nära neutral skiktning. En yta där framförallt skrovligheten skiljersig från omgivningen. Efter att luft strömmat 4000 m över Uppsala har det översta internagränsskiktet nått drygt 110 m höjd. Vid andra undersökningar, främst i större städer än Uppsala har man funnit att isotermernanattetid ligger betydligt tätare inne i staden och liknar de topografiska kurvorna för en ö. Detär varmare i staden än utanför. Detta ger begreppet värmeö. I Uppsala har denna studie visattecken på förekomsten av en nattlig värmeö trots att staden är relativt liten. Värmeön befannsvara tydligast under vintern och våren. Turbulensmätningarna gav spektra för u, w, q och T med mycket varierande lägsta-frekvenserför början av inertial subrange. För de högre frekvenserna inom inertial subrange sammanföllspektra för samtliga stabiliteterna helt enligt Monin-Obukhovs similaritetsteori, trotsinförandet av lokal skalning. Det är främst uppdelningen vid lägre frekvenser som skiljde dem åt. / The studies of the local climate types in our cities become more and more important withfaster growing population and expanding cities. In this study, profile data and turbulence datacollected in Uppsala between 1974 and 1979 were analysed. Variables were compared atdifferent wind directions, especially for wind blowing over the city and when it comes fromthe surrounding rural areas. Profiles of the Richardson number showed an obvious difference between the two differentwind sectors used, first and foremost at night. With wind blowing from the city thestratification often became less stable and sometimes there was convection. Together with theRichardson number the MPT-index (MPT = Modified Pasquil-Turner) was also tested as ameasure of stability for lower heights and the agreement was very good. The index agreeswith the Richardson number up to at least 20 m. One advantage with the MPT-index is that itcontains just a few variables and has obvious limits between different stabilities. The internal boundary layers that build up over surfaces with different characteristics than thesurrounding area was discovered above Uppsala in a study with near neutral stratification.The surface of Uppsala is very rough compared to the surroundings. It was found that airblowing about 4000 m through Uppsala created an internal boundary layer of a height ofabout 110 m. In other studies, mostly in cities larger than Uppsala, it was found that the isotherms at nightcame much closer together and it was warmer than in the surrounding areas. This gives theisotherms the shape of the topographical isolines for an island. This gives the expression,urban heat island. In Uppsala this study showed some signs for a night-time urban heat islandalthough the city is quite small. The urban heat island was most obvious during winter and spring. Measurements of turbulence gave spectra for u, w, q and T with very different lowestfrequenciesfor the start of the inertial subrange. For higher frequencies inside the inertialsubrange the spectra for all stabilities are collapsing onto each other, satisfying the Monin-Obukhov similarity theory, although the introduction of local scaling. The division at lowerfrequencies gave the deviations between the spectra.
2

Numerical Simulation of Diurnal Planetary Boundary Layer Effects and Diurnal Mountain-Wind Effects / Numerisk simulering av effekter från ett diurnalt atmosfäriskt gränsskikt och ett diurnalt bergvindsystem

Isaksson, Robin January 2016 (has links)
The Weather Research and Forecasting Model was used to study its accuracy and representation in modelling a study area within a complex wind system as well as the effects on the model when using different input data and physics schemes. The complex wind system consists of diurnal mesoscale effects from the nearby Pyrenees mountain range and diurnal effects from the planetary boundary layer. A total of six different simulations were performed. The model was able to represent the study area but the results could be improved as there were inaccuracies in wind speed and wind direction associated with the planetary boundary layer. The model was especially challenged at predicting the wind speed and wind direction in the layer from the top of the planetary boundary layer to few hundred meters above it. The comparisons based on planetary boundary layer height is however complicated by the fact that there are different definitions in effect. The choice of model physics schemes and input data led to some differences in the results and warrants consideration when conducting similar simulations. / Prognosmodellen WRF (Weather Research and Forecasting Model) användes för att undersöka hur väl den kunde representera ett område inom ett komplext vindsystem och även hur modellen påverkas av olika val vad gäller drivningsdata och fysikscheman. Det som utgör det komplexa vindsystemet är dygnsvarierande effekter från det atmosfäriska gränsskiktet och dygnsvarierande mesoskaliga effekter från den närliggande bergskedjan Pyrenéerna. Totalt genomfördes sex olika simuleringar. Prognosmodellen kunde representera området men med förbättringsbara resultat eftersom det fanns fel i vindhastighet och vindriktning relaterande till det atmosfäriska gränsskiktet. Modellen var speciellt utmanad i förutsägandet av vindhastighet och vindriktning i ett lager några hundra meter ovanför det atmosfäriska gränsskiktet. En tolkning baserad på atmosfärisk gränsskiktshöjd är dock svår eftersom det fanns flera definitioner var toppen på det atmosfäriska gränsskiktet låg. Val om prognosmodellens fysikscheman och drivningsdata orsakade en skillnad i resultat sinsemellan. Dessa val bör därför noggrannt uppmärksammas för simuleringar under liknande förutsättningar.
3

Soil‐structure interaction for bridges with backwalls : FE‐analysis using PLAXIS

Carlstedt, Emelie January 2008 (has links)
Bro 2004, BV Bro and the Eurocodes give guidelines for how to consider earth pressure induced by change in temperature and braking forces when designing backwalls. In this thesis those demands are investigated using PLAXIS for evaluation of the earth pressure. The results show that the model in PLAXIS corresponds quite well with the conventions in Bro 2004 and that modelling in PLAXIS gives reliable results. The demand in Bro 2004 that backwalls always shall be designed for passive earth pressure has been found to be pessimistic. In case of long bridges and short backwalls passive earth pressure is most often reached but for shorter bridge lengths in combination with longer backwalls this is almost never the case. It was also found that PLAXIS is sensitive and that the structure of the model and the choice of input are essential. A model in PLAXIS doesn’t make the design more effective but it may be a good tool for analysing the effect of the earth pressure combined with other effects such as the patterns for displacement as well as moment- and force distributions. / Bro 2004, BV Bro och Eurocode ger råd för hur jordtryck som uppkommer på grund av temperaturändring och bromskraft skall tas hänsyn till vid dimensionering av ändskärmar. I detta examensarbete undersöks dessa dimensioneringskrav med hjälp av PLAXIS för att göra en bedömning av jordtrycket. Resultaten visar att modellen i PLAXIS överensstämmer ganska väl med de konventioner som ges i Bro 2004 och att PLAXIS ger tillförlitliga resultat. Kravet att ändskärmar alltid ska dimensioneras för passivt jordtryck visade sig vara pessimistiskt. I fall med långa broar och korta ändskärmar nås ofta passivt jordtryck men för kortare broar med djupare ändskärmar är detta nästan aldrig fallet. PLAXIS visade sig vara känsligt för hur modellen byggs upp och vilka indata som ändvänds, varför dessa bör väljas försiktigt. En modell i PLAXIS medför inte en mer effektiv dimensionering men kan vara ett bra verktyg för analys av jordtryck i kombination med andra effekter så som förskjutningsmönster samt moment- och kraftdiagram.
4

Inverkan av det interna gränsskiktets höjd på turbulensstrukturen i ytskiktet

Hansson, Ulrika January 2003 (has links)
Syftet med den här studien är att undersöka om och hur turbulensstrukturen i ytskiktet påverkas av den interna gränsskiktshöjden. Mätningar gjorda 1984 och 1988 på Näsudden på sydvästra Gotland har använts. Vindriktningen har valts så att vinden har en så lång och ostörd anloppssträcka över hav som möjligt. Höjden på det interna gränsskiktet har tagits fram ur temperaturprofiler, där den första inversionen representerar den interna gränsskiktshöjden. Monin-Obukhovs similaritetsteori har använts som stomme i undersökningen. Undersökningen har visat att vissa turbulensfaktorer i ytskiktet följer Monin- Obukhovs teori bättre än andra. Den interna gränsskiktshöjden påverkar främst vindstrukturen. Till viss del påverkas även temperaturstrukturen. I vissa fall kan även den karakteristiska hastigheten i övergångsskiktet påverka turbulensen i ytskiktet. Horisontella vindvariansen, bör t.ex. normaliseras med denna hastighet och inte med friktionshastigheten som Monin-Obukhovs teori föreskriver. Vertikalvindvariansen i ytskiktet kan normaliseras med både friktionshastigheten och den karakteristiska hastigheten i övergånsskiktet, och således både med höjden över marken och den interna gränsskiktshöjden. / The aim of this study is to find out if and how the height of the internal boundary layer affects the structure of the turbulence in the surface layer. This has been done from measurements made 1984 and 1988 at Näsudden on the southwest part of Gotland. The wind direction has been chosen to get as long fetch over sea as possible. The height of the internal boundary layer is obtained from temperature profiles where the first inversion represents the height of the internal boundary layer. The Monin- Obukhov similarity theory has been used as a frame in this investigation.   The study has shown that some turbulence features follow the Monin-Obukhov similarity better than others. The height of the internal boundary layer mostly affects the wind structure, but partly also the temperature structure. In some cases the characteristic velocity in the mixed layer also influences the turbulence in the surface layer. For example, it is better to normalize the horizontal wind variance with this velocity than the friction velocity as proposed in Monin-Obukhov theory. To normalize the vertical wind variance in the surface layer, it is possible to use both the friction velocity and the characteristic velocity in the mixed layer. This means the vertical wind variance can be normalized with both the height above ground and the height of the internal boundary layer.
5

An Investigation of the Relation between Sea Breeze Circulation and Diurnal Variation of Methane at a Swedish Lake / En studie av förhållandet mellan sjöbriscirkulation och dygnsvariation av metan vid en svensk sjö

Svensson, Martin January 2015 (has links)
Methane measurements over lake Tämnaren show a pronounced diurnal variation with high values at night and low values during daytime. The atmosphere over the lake and its surroundings is simulated with two different settings and resolutions of the WRF model during a period of eight days in May 2011 to investigate if a lake/land breeze circulation could be the cause of the observed methane variation. A night time land breeze can give rise to convergence over Tämnaren of the natural methane emissions from the lake which possibly could explain the diurnal variation. Analysis show that although Tämnaren is large enough to initiate a fully closed circulation these events are likely going to be rare because of the strong dependence of the background wind speed and cannot therefore be the cause of the pronounced diurnal variation. A fairly moderate wind speed will dominate over the thermodynamical forcing necessary to create a lake breeze. Even so, it is possible that a closed or nearly closed circulation could enhance the diurnal pattern with an increase of methane concentration at night and a decrease during the day. The reason for the high night time methane concentration is more likely due to the accumulation in a shallow internal boundary layer that develops over the lake combined with high night time methane flux caused by waterside convection. / Mätningar av metankoncentrationen över Tämnaren visar en tydlig dygnsvariation med höga värden på natten och låga under dagtid. Atmosfären över sjön med omgivning modelleras med två olika inställningar och upplösningar av WRF modellen under en åttadagarsperiod i Maj 2011 för att undersöka om en sjö- och landbriscirkulation kan vara orsaken till den observerade metanvariationen. På natten kan en landbris ge upphov till konvergens över Tämnaren av de naturliga metanutsläppen vilket skulle kunna vara en möjlig förklaring till dygnsvariationen. Vidare analys visar att Tämnaren är tillräckligt stor för att initiera en sluten cirkulation men dessa händelser är troligtvis sällsynta på grund av det starka inflytandet av bakgrundsvinden och kan därför inte vara orsaken till den uttalade metanvariationen. En relativt måttlig vind kommer dominera över den termodynamiska effekt som är drivande för skapandet av sjö- och landbris. Trots detta är det möjligt att en sluten eller nästan sluten cirkulation kan förstärka metanhaltens dygnsvariation med en ökning på natten och minskning under dagen. Orsaken till den observerade höga metankoncentrationen på natten är troligare en ackumulering i ett grunt internt ytskikt som bildas över Tämnaren kombinerat med höga nattliga metanflöden till följd av konvektion i sjön.
6

Development of concept for silent UAV propulsion / Utveckling av koncept för tyst framdrivning av UAV

Sjöö, Filip, Jönsson, Ingemar January 2018 (has links)
Eftersom användningen av små UAV:s (Unmanned Aerial Vehicles) fortsätter att öka, harbullret från deras framdrivningssystem blivit ett ökande problem. Denna rapport är resultatetav ett masterprojekt med målet att utveckla en framdrivningsmetod med låga bullernivåerför små UAV:s.Projektet startade med en informationssökning där målet var att hitta information ombullerkällor i nuvarande system samt information om de fundamentala sätten på vilket luftflödekan skapas.När informationssökningen var färdig, genererades ett stort antal olika koncept. Konceptetsom författarna ansåg ha mest potential, var en propeller med en ny metod för passivkontroll av gränsskiktet. Konceptet har ett luftintag nära rotationscentrum. Efter att luftenhar kommit in i detta luftintag, leds den genom interna kanaler och accelereras radiellt utåtpå grund av centrifugalkraften. Luften sprutas sedan ut genom en slits nära framkantenpropellerbladets lågtryckssida. Denna ström av luft färdas över propellerbladet och sugsin genom en slits nära vingens bakkant. Därefter sprutas luften ut genom ett utlopp närapropellerbladets spets.Tanken är att den beskrivna metoden ska fördröja eller förhindra avlösning. Detta skullepotentiellt möjliggöra högre lyftkraft vid lägre rotationshastigheter, vilket därigenom potentielltsänker bullernivåerna. Förenklade modeller av det valda konceptet har utvecklats ochanalyserats med hjälp av CFD (Computational Fluid Dynamics) och jämförts med simuleringarav en referensmodell utan gränsskiktskontroll. Resultaten indikerar att flödet ikonceptmodellen strömmar genom kanalerna och över propellerbladet som det var tänkt.Lyftkraften och effektiviteten ökade med 4.3 % respektive 1.9 %, jämfört med referensmodellen,vid samma rotationshastighet. Den möjliga minskningen av rotationshastigheten pågrund av ökningen i lyftkraft resulterar i en minskning av bullernivån med 0.9 dB. Detbör noteras att resultaten från simuleringarna bör ses med försiktighet och att ytterligarearbete måste göras innan några definitiva slutsatser kan dras beträffande potentiella prestandaökningarav konceptet jämfört med en konventionell propeller. / As the use of small UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) keeps increasing, the noise emittedfrom their propulsion systems have become an increasing issue. This report is the resultof a master thesis project with the aim of developing a propulsion method with low noiseemissions for small UAVs.The project started with a background study, where the aim was to find informationabout sources of noise in current systems and information about the fundamental ways inwhich air flow can be created.When the background study was finished, a large number of different concepts were generated.The concept that the authors considered having the most potential, was a propellerwith a new method for passive circulation control. The concept has an air intake close tothe rotational center. After air has entered this inlet it is led through internal channels andis accelerated radially outwards due to centrifugal forces. The air is then ejected through aslot close to the leading edge on the low pressure side on the propeller blade. This stream ofair travels over the propeller blade and is the sucked in through a slot close to the trailingedge. After this, the air is ejected through an outlet close to the propeller blades tip.The idea is that the method described should delay or prevent boundary layer separation.This would potentially allow for higher thrust at lower rotational speeds, thus potentiallylowering the noise emissions. Simplified models of the chosen concept have been developedand analyzed using CFD (Computational Fluid Dynamics) and compared to simulations ofa baseline model with no circulation control. The results indicate that the fluid flow in theconcept model flows through the channels and over the propeller blade, as intended. Thethrust and efficiency were increased by 4.3 % and 1.9 % respectively, compared to the baselinemodel, at the same rotational speed. The possible reduction of the rotational speed due tothe increase in thrust, results in a reduction of the noise level by 0.9 dB. It should be notedthat the results from the simulations should be viewed with caution and the that furtherwork needs to be done before any clear conclusions can be drawn regarding the potentialperformance increase of the concept compared to a conventional propeller.
7

Insights Into Wind Profile Characteristics in the Arctic Marine Boundary Layer / Inblick i vindprofilens egenskaper i det Arktiska marina gränsskiktet

Gausa, Charlotte Sophie January 2024 (has links)
The atmospheric boundary layer in the Arctic is essential for the understanding of climate change and improving regional weather prediction. The aim of this study is to investigate to which degree wind speed profiles retrieved in the Arctic agree with well known wind profile concepts and understand which local impact factors influence the wind speed profile. As part of the Nansen Legacy project, scientists from the University Centre in Svalbard and the University of Bergen installed two wind lidars onboard the research vessel “Kronprins Haakon” during the “Winter Process Cruise” in February 2021. Wind speed profiles were collected over a period of two weeks. They were manually classified into three categories based on their shape. The ideally shaped profiles were fitted against the wind profile power law to identify the exponent, α, for use in the Arctic marine boundary layer. α was found to be 4-5 times smaller than the conventionally applied α = 1/7 for profiles retrieved over open water, which was associated with unstable atmospheric conditions. Additionally, α was found to be considerably larger than 1/7 when sea ice was present, which was associated with stable conditions. A dependency on wind speed was also found. These results underline the importance of adjusting the exponent in order to ac- curately model the wind speed in the Arctic marine boundary layer. The results might be important for optimizing potential wind energy production, which is of great interest with the increasing human activ- ity in the Arctic. Reversed profiles (wind speed maxima closest to the surface) were mainly measured over open ocean and during low wind speeds and were speculated to be related to swell conditions. Pro- files containing a maxima in low levels were primarily measured during stable atmospheric conditions when sea ice was present. Future research in Arctic conditions would benefit from extending wind speed measurements to even lower levels and including stability measurements for an even deeper analysis.
8

Development and validation of an improved wall-function boundary condition for computational aerodynamics / Utveckling och validering av ett förbättrat väggfunktionsranvillkor för aerodynamiska beräkningar

Palombo, Carlo Loris January 2021 (has links)
Computational Fluid Dynamics is a powerful and widely used tool for developing projectsthat concern flow motion, in very different fields. Industrial CFD solvers are continuouslydeveloped with the aim of improving accuracy and reducing the computational cost of thesimulations. Turbulent wall-flow cases are particular demanding as the presence of a solidsurfaceinterface generates steep gradients in the proximity of the wall. Resolving suchgradients can be crucial to obtain a consistent solution but also very expensive in terms ofgrid refinement, and hence computational time. Wall functions are widely used and offersignificant computational savings when it comes to near-wall flow resolution. Previous wallfunction implemented in the M-Edge solver suffered by poor performances in complex flowscharacterized by strong pressure-gradient phenomena, such as separation. A new formulationhas been developed and validated for k − omega and Spalart-Allmaras turbulence models. Testsimulations started from simple and near-ideal cases (2D zero pressure gradient flat plate)and advanced to always more complex flow cases and geometries (full 3D general fighter).Every case has been run coupling the wall-function boundary condition with three differentturbulence models: the Menter SST, the Menter BSL with an EARSM and the Spalart-Allmaras one-equation model. Overall results showed the upgraded performance of new wallfunction in flow resolution together with more agile grid requirements, faster and deeperconvergence of the residuals and a general reduction in computational time. / Berör strömmande fluider inom mycket olika områden. Industriella CFD-lösare utvecklaskontinuerligt i syfte att förbättra noggrannheten och minska beräkningskostnaderna försimuleringarna. Turbulent strömning nära väggar är särskilt krävande eftersom närvaron avett fast ytgränssnitt genererar stora gradienter i närheten av väggen. Att lösa upp sådanagradienter kan vara avgörande för att få en konsistent lösning men också mycket beräkningskrävandepå grund av nödvändig nätförfining.Väggfunktioner används ofta och ger betydandereduktioner i beräkningstid när det gäller att lösa upp strömningen nära vägg. En tidigareväggfunktion implementerad i M-Edge-lösaren led av dåliga prestanda i komplexa flödenmed starka tryckgradienter, såsom separation. En ny formulering har utvecklats och valideratsför k − omega och Spalart-Allmaras turbulensmodeller. Den har testats för enkla generiska fall(2D-plan platta utan tryckgradient) och för mer avancerade och komplexa strömningsfall ochgeometrier (komplett 3D-stridsflygplan).Varje fall har körts med väggfunktionens randvillkorkopplat med tre olika turbulensmodeller: Menter SST, Menter BSL med EARSM och Spalart-Allmaras enekvationsmodell. De övergripande resultaten visar att nya väggfunktionen gerbetydande förbättringar i att beskriva strömningen tillsammans med reducerade krav pånätupplösning, snabbare och djupare konvergens av lösningen och en allmän minskning avberäkningstiden.
9

RANS & WMLES Simulations of Compressor Corner Separation

Poulain, Arthur January 2019 (has links)
In axial compressor, corner separation phenomenon can occur between the blade surface and the hub. This leads to high total pressure losses, blockage and may worsen to surge. Various studies on NACA65-009 blade were previously performed experimentally and numerically to predict the corner separation. The LMFA showed that RANS simulations tend to overestimate it while the Wall-Resolved LES (WRLES) was able to well capture it. The conclusions drawn on RANS are validated here with another solver software. An extensive parametric study is performed on RANS which highlights the good performance of two non-linear turbulence models k − ω Wilcox QCR and EARSM k − kl for for predicting the topology and the intensity of corner separation. They are however very dependent on the mesh and the numerics. A Wall-Modeled LES (WMLES) is then computed. It reproduces well the topology of the separation given by the experiments and predicts similar anisotropy to the WRLES. Nevertheless it shows high sensitivity to the level of turbulence close to the endwall and the boundary layer profile of the upstream flow. Finally, this confirms that the WMLES is a promising alternative to the WRLES in order to study the corner separation on more costly geometries (several blades for instance). / I axiell kompressor kan hörnseparationsfenomen uppstå mellan bladytan och navet. Konsekvenserna är stora totala tryckförluster och kompressor blockering. Olika studier på NACA65-009 bladet utfördes tidigare experimentellt och numeriskt för att förutsäga hörnseparationen. LMFA visade att RANS simuleringar tenderar att överskatta den hörnseparationen medan Vägg-Löst LES (WRLES på engelska) kunde fånga bra den. Slutsatserna som dras om RANS valideras här med en annan lösningsprogramvara. En omfattande parametrisk studie utförs på RANS som belyserde goda prestandan för två icke-linjära turbulensmodeller k − ω Wilcox QCRoch EARSM k − kl för att förutsäga topologin och intensiteten för hörnseparation. Dock är de mycket beroende av nät och numerik. En Vägg-Modell LES (WMLES på engelska) beräknas sedan. Det reproducerar väl topologin för separationen som ges av experimenten och förutsäger liknande anisotropi som WRLES. Dock visar det hög känslighet för turbulensnivån nära ändväggen och gränsskiktsprofilen för uppströmsflödet. Slutligen bekräftar detta att WMLES är ett lovande alternativ till WRLES för att studera hörnseparationen på dyrare geometrier (till exempelflera blad).
10

Static analysis of soil-steel composite bridges in sloping terrain

Skrobic, Karina, Bergström, Josefine January 2014 (has links)
Soil-steel composite bridges are for many reasons very favorable bridges to build. Up to a certain span length they are economical, practical to transport and simple and quick to build. Especially in remote places, with unfavorable sloping terrain, this can be of great interest when the transport of material can be difficult and costly. The swedish manual for design of soil steel composite bridges was presented by Lars Pettersson and Håkan Sundquist in the year 2000. It is today used in Sweden and other neighboring countries as the main manual for the design of soil-steel composite bridges. The design manual is however only valid for longitudinal slopes up to 10%, which is low in comparison to natural sloping hillsides. The purpose of this thesis is to study the structural behavior of soil steel composite bridges in sloping terrain, with the use of the finite element software PLAXIS 2D. Two case studies of one low arch culvert bridge and one pipe arch culvert are studied and later modeled in PLAXIS. The two case studies does not have sloping terrain, but are used to assure that the FEM-models behaves correctly during the backfilling process in PLAXIS. The analysis studies the change in sectional forces in the bridges during an increase inslope above the structures. The values from the FEM-models are compared to field measurements from the case studies, as well as to values calculated in accordance to the swedish design manual. This is done to see how well the different approaches compare to each other, and, since the design manual does not consider slopes exceeding 10%, it is interesting to investigate if the SDM-calculated values still appear valid for slopes larger than 10%. In addition to sectional forces, the slope stability of the FEM-models is also evaluated and compared to analytical values calculated using the ordinary method of slices. This slope stability study focuses on if the bridges affect the slope stability safety factor. The thesis also investigates if these bridges are more sensitive to increasing slopes from a slope stability or sectional forces point of view. I.e if the slope inclination magnitude will be determined based on the sectional forces in the structure or the slope stability of the soil surrounding the structure. The criteria that are researched to come to this conclusion are for example the slope stability safety factor, or the possible yielding of the culvert wall due to too large sectional forces in the structure. The results show that for low cover depths, the slope stability safety factor decreases slightly when a structure is introduced to the slope. For larger cover depths, read 3 meters or more, the slope stability seems unaffectedby the structure. The results also shows that the sectional forces in the structures compares well to both measured and calculated values for slope inclinations up to 30% for rather small cover depths, i.e 1 meter. For slopes larger than 30% the sectional forces grows and no longer reflect the measured and calculated values. However, since only two case studies are performed, these conclusions might not be valid for different profile shapes. Additionally there are indications that the low arch bridge is more sensitive to slopes than the pipearch culvert. / Rörbroar, eller “soil-steel composite bridges”, är av många anledningar fördelaktiga att bygga. Upp till en viss spännvidd är de ekonomiska, praktiska att transportera samt enkla och snabba att konstruera. Särskilt vid vissa svåråtkomliga platser, med ofördelaktigt sluttande terräng, kan det vara av stort intresse när materialtransport annars kan vara både komplicerat och kostsamt. Den svenska manualen för dimensionering av rörbroar presenterades av Lars Pettersson och Håkan Sundquiståret 2000. Manualen används idag i Sverige samt angränsande länder som den huvudsakliga dimensioneringsmanualen för rörbroar. Dock är den svenska manualen enbart giltig för lutningar upp till 10%, vilket ären låg lutning i jämförese med många naturliga sluttningar. Syftet för detta arbete är att studera det statiska beteendet hos kringfyllda rörbroar i lutande terräng,med hjälp av det finita element programmet PLAXIS 2D. Två fallstudier av dels en låg bågbro, dels en sluten kulvertbro, studeras och modelleras senare i PLAXIS. De två fallstudierna har inte sluttande terräng, men används för att säkerställa att FEM-modellerna beter sig korrekt under återfyllnadsfasen I PLAXIS. Analysen studerar förändringen av tvärsnittskrafter i broarna när sluttningen de belastas av ökar. Värdena från FEM-modellerna jämförs mot mätdata från fallstudierna, samt mot värden beräknade enligt den svenska manualen. Detta utförs för att se hur väl de olika metoderna överensstämmer med varandra, och, eftersom dimensioneringsmanualen inte tar hänsyn till lutningar överstigande 10%, är det intressant att se om deSDM-beräknade värdena fortfarande gäller för lutningar större än 10%. Utöver tvärsnittskrafter utvärderas släntstabiliteten hos FEM-modellerna, och dessa resultat jämförs sen mot analytiska värden beräknade enligt lamellmetoden, eller “the ordinary method of slices”. Släntstabilitetsstudien fokuserar på hur broarna påverkar säkerhetsfaktorn för släntstabilitet. Avhandlingen undersöker även om dessa broar är mer känsliga för ökande lutningar från en släntstabilitets- eller tvärsnittskrafts-synvinkel, dvs. om lutningens största storlek kommer att avgöras baserat på de tvärsnittskrafter som uppstår i konstruktionen eller på släntstabiliteten i marken runt konstruktionen. För att bilda oss en uppfattning om detta jämförs exempelvis säkerhetsfaktorn för släntabilitet mot ett eventuellt brott i stålprofilen orsakat av för stora tvärsnittskrafter i konstruktionen. Resultaten visar att säkerhetsfaktorn för släntstabilitet, vid liten överfyllnadshöjd över hjässan, minskar något när en bro byggs i en sluttning. För större överfyllnadshöjder, läs 3 meter och högre, verkar släntstabiliteten vara oförändrad vid introducering av en bro. Resultaten visar även att tvärsnittskrafterna i konstruktionerna överensstämmer bra både mot mätdata samt beräknade värden, för lutningar upp till 30% och små överfyllnadshöjder på exampelvis 1 meter. För lutningar större än 30% växer tvärsnittskrafterna och är inte längre jämförbara mot varken mätdata eller beräknade värden. Dock bör det tilläggas att eftersom endast två fall har studerats utförs så behöver dessa slutsatser inte gälla för andra profiltyper. Utöver detta finns indikationer på att den låga rörbron är mer känslig för en ökning i släntlutning i jämförelse mot denandra bron när det gäller tvärsnittskrafter.

Page generated in 0.0315 seconds