1 |
Är fiberarmerad sprutbetong motiverad ur bärighetssynpunkt? : En jämförelse med traditionell släntning och jordspikning / Is fiber reinforced shotcrete motivated from a bearing capacity point? : A comparision of excuvation of slope and soil nailingErkstam, Erika, Nyberg, Henrik January 2014 (has links)
This thesis is written on behalf of Skanska, Väg- och Anläggning Stockholm Mälardalen, vid Nya Karolinska Sjukhuset i Solna, NKS. The report has resulted in recommendations for the method of soil stabilizations of soil nailing, excavation of slope and fiber reinforced shotcrete, which is the most suitable method from a safety and a cost point at the NKS. The aim of this thesis was to investigate whether fiber reinforced shotcrete increases slope stability, with the focus being on the total stability. The main goal was to investigate which method of soil stabilization is the most suitable for the slopes that are analyzed in this report. Through studying literature, the authors have gained an understanding about the theoretical background for the given problem. Through calculations and analyses of the slopes, safety factors have been acquired. These, factors of safety, have then been compared with requirements under Skredkommisionen. The costs of each method of soil stabilization have been calculated. The factor of safety and the cost for each method have been compared, to be able to give recommendations which method is more suitable of the two. The results show that excavation of slope satisfies the requirements for slope stability at the lowest cost. / Examensarbetet görs på uppdrag av Skanska, Väg- och Anläggning Stockholm Mälardalen, vid Nya Karolinska Sjukhuset i Solna, NKS. Arbetet har resulterat i rekommendationer för vilken jordförstärkningsmetod av jordspikning, traditionell släntning och fiberarmerad sprutbetong som lämpar sig bäst ur säkerhets- och kostnadssynpunkt på NKS. Syftet har varit att utreda om fiberarmerad sprutbetong ger något bidrag till släntstabiliteten, med inriktning på totalstabilitet. Målet har varit att utröna vilken jordförstärkningsmetod som lämpar sig bäst för de undersökta slänterna. Genom litteraturstudier har författarna bildat en uppfattning om den teoretiska bakgrunden för det givna problemet. Genom beräkningar och anlyser av slänterna, har säkerhetsfaktorer tagits fram. Dessa har sedan jämförts med krav enligt Skredkommisionen. För varje jordförstärkningsmetod har kostnader beräknats. Säkerhetsfaktorn samt kostnader för respektive metod har jämförts, för att kunna ge en rekommendation för vilken metod som är mest lämplig ur dessa två aspekter. Resultatet visar att traditionell släntning uppfyller kravet på släntstabilitet till den lägsta kostnaden.
|
2 |
Släntstabilitetsanalys av 3D finita element modellering : En jämförelsestudie mellan 2D- och 3D-simuleringarLarsson, Robin January 2017 (has links)
Tyréns ABs har utfört stabilitetsundersökningar för fastigheterna Plogen16samtVälten2 och 3 i Umeå kommun. Områdena är attraktiva vid Umeälv och fastighetsbolaget Cityfastigheter i Umeå AB har önskan att exploatera dem. De beaktade områdena innesluts av Tvärån och Umeälv som medför att området får ett komplext utseende. Det finns således två slänter som omsluter områdena, en mot Tvärån och en mot Umeälv. Områdena består främst av silt med inslag av sand och sulfidsilt men mäktighet på 10 meter. Slänten mot Tvärån visade på markrörelse medan den branta slänten mot Umeälv inte visade några stabilitetsproblem. Tidigare utförda stabilitetsberäkningarna av Tyréns AB visade på 13-14 meter säkerhetsavstånd från slänten mot Umeälv. Då områdena är bebyggda närmare än säkerhetsavståndet och då anses stabil när ingen deformation av slänten har kunnat tydas, väcks frågan hur vida 2D-beräkningar är tillräckliga för att beskriva stabiliteten i dessa typer av slänter kring älvar. Det ledde fram till en önskan om att genomföra stabilitetsberäkningar i 3D. Programvara som valdes för att genomföra 3D-beräkningar var PLAXIS 3D. Då de utförda beräkningarna av Tyréns AB genomfördes i programmet SLOPE/W som tillhör programvaran Geostudio bedömdes att beräkningar i PLAXIS 2D vara nödvändiga att genomföra för att en jämförelse skulle kunna ske. Detta för att PLAXIS och SLOPE/W har olika beräkningsmetoder för att beräkna stabiliteten. Beräkningarna genomfördes i PLAXIS 2D för de båda slänterna med dränerad och odränderad analys. Det för att beakta det mest ogynnsamma situationen. 2D-modellen i SLOPE/W replikerades till PLAXIS 2D medan 3D-modellen byggdes upp från en inmätt terrängmodell av områdena. Undersökningarna visade att odränerade förhållanden gav den lägsta säkerheten av slänterna för 2D och för 3D. Resultaten mellan 2D- och 3D-beräkningar påvisade en betydande stabilitetsökning vid 3D-beräkningar. Beräkningarna i 2D, odränerat, genomfördes inte då modellen kollapsade i beräkningsförfarandet, det tolkades som att säkerhetsfaktorn är under 1 för slänten mot Umeälv. För samma slänt i 3D-modellen uppgick säkerhetsfaktorn till 1,48. Den dränerade beräkningen gav i 2D ett brott på 8 meter från släntkrön och en säkerhetsfaktor på 1,2 och i 3D-beräkningen beräknades den värsta brottytan i den strandpromenaden som ligger vid släntfoten av Umeälv. Det tyder på att de tredimensionella effekterna är av avgörande betydelse för stabiliteten. Det är därmed av värde att utföra 3D-beräkningar för komplexa områden.
|
3 |
Höga och branta bankar på Inlandsbanan : Utredning avseende jordmaterialens dilatans och falsk kohesions inverkan på bankstabilitetenWallmark, Carl January 2020 (has links)
Inlandsbanan AB (IBAB) driver projekt Inlandslänken som syftar till att rusta upp befintlig bana för att kunna öka axellaster såväl som antalet tåglägen längs Inlandsbanan. För att detta ska kunna genomföras erfordras omfattande stabilitetsutredningar för att kunna säkerställa banans fortsatta funktion. Detta examensarbete har avgränsats till att studera stabiliteten hos Inlandsbanans höga och branta bankar där låg säkerhet mot ras och skred generellt föreligger. Tre sektioner som uppfyller kraven ”höga och branta” har sorterats ut från laserdata där platsbesök sedan genomförts och materialprover inhämtats. Sedan har ett flertal laboratorieförsök utförts på materialet från sektionerna för att kunna bestämma dess hållfasthetsparametrar. Utifrån resultaten från laboratorieförsöken har ett antal modelleringar av de två brantaste sektionerna genomförts i PLAXIS 2D för att utvärdera stabiliteten i form av en säkerhetsfaktor mot brott. Vidare modellering har syftat till att utvärdera effekten som dilatans och falsk kohesion har på säkerhetsfaktorerna för dessa sektioner. Materialet som de tre undersökta bankarna består av är friktionsmaterial som varierar mellan grusig sand (grSa) och sandigt grus (saGr) med låg halt finmaterial. De genomförda triaxialförsöken tyder på att materialen uppvisar dilatanta egenskaper och genomgår volymökning under skjuvning med en dilatansvinkel motsvarande 7,8 respektive 7,9 grader för de två modellerade sektionerna. Modelleringsresultaten visar att sektionerna erhåller en ökning av säkerhetsfaktorerna med 29% respektive 28% för Sektion 1 och 2 för nuvarande tåglast då den maximala dilatansen modelleras jämfört med då den negligeras. Då effekten av den falska kohesionen undersöktes modellerades kohesionsvärden uppmätta från vattenretentionsförsök. För Sektion 1 uppmättes en kohesion motsvarande 40 kPa medans kohesionen för Sektion 2 uppmättes till 17 kPa. Modelleringsresultaten visar att sektionerna erhåller en ökning av säkerhetsfaktorerna med 133% respektive 72% för Sektion 1 och 2 för nuvarande tåglast då den falska kohesionen tas i beaktning jämfört med då den negligeras. Den falska kohesionen är beroende av vattenmättnadsgraden i materialet vilket resulterar i en osäkerhet i modelleringen då denna kan variera beroende på årstider och aktuella väderförhållanden. Detta visas tydligt då modellerna beräknas med utebliven kohesion i bankarnas ytligaste materialskikt då säkerhetsfaktorn minskas till motsvarande säkerhetsfaktor som då kohesionen ej implementerades i hela sektionerna. Detta scenario kan exempelvis uppkomma vid kraftigt regnfall. Då både dilatansen och den falska kohesionen har betydande effekter på säkerhetsfaktorn bör dessa utvärderas och tas i särskild beaktning vid modellering av dessa höga och branta bankar.
|
4 |
EFFEKTER PÅ UPPSTRÖMSSTABILITETEN I FYLLNINGSDAMMAR : Ändrade porvattentryck till följd av cykliska magasinsnivåerWidén, Emma January 2024 (has links)
Hydropower is one of the few energy sources with the ability to store a resource and thus regulate electricity production. When the water level in a reservoir changes, this affects the pore water pressures in the dam. This study includes how the slope stability of a dam changes with regard to varying pore water pressure, as a result of cyclical water fluctuations. The study has been carried out by simulations with the finite element program PLAXIS 2D, where a small-scale and homogeneous fill dam is subjected to water level fluctuations followed by a constant variation of the reservoir level. The analysis includes variation in the location and appearance of the groundwater line in the dam, flow direction and development of pore water pressure and safety factor against slope failue. In the sensitivity study, the influence of tolerated error in the finite element program, choice of material model, cycle time and hydraulic conductivity is analysed. The simulations have shown that the pore water pressures generally have a decreasing trend with an increased number of cycles of water fluctuation. This as a result of a decreasing level of water saturation in the upper parts of the dam. The decreasing trend in pore water pressure contributes to an increased effective stress, which in turn gives an increased shear strength and the dam thus has an increasing trend for safety against slope failure. The sensitivity analysis shows that both cycle time and hydraulic conductivity and to some extent choice of material model are parameters that influence the development of pore water pressure. Adaptation of the tolerated error in the finite element program is crucial for evaluation of the result. A minor influence in the choice of material model is noted, above all the applicable safety factor where Hardening soil, after a number of cycles, underestimates the safety against slope failure in comparison with the UBC3D-PLM model. / Vattenkraft är en av få energikällor med förmåga att lagra en resurs och på så sätt reglera elproduktionen. När magasinsnivån i en reservoar förändras påverkar detta porvattentrycken i dammen. I det här arbetet studeras hur släntstabiliteten för en damm förändras med hänsyn till varierande porvattentryck, som följd av cykliska vattenfluktuationer. Studien har utförts genom simulering med finita elementprogrammet PLAXIS 2D, där en småskalig och homogen fyllningsdamm utsätts för vattenfluktuationer som följs av en konstant variation av magasinsnivån. Analysen omfattar variation av grundvattenlinjens läge och utseende i dammen, flödesriktning samt utveckling av porvattentryck och säkerhetsfaktor mot skred. I känslighetsstudien analyseras påverkan av tolererat fel i finita elementprogramet, val av materialmodell, cykeltid för vattenfluktuationer samt hydraulisk konduktivitet. Simuleringarna har visat att porvattentrycken generellt får en sjunkande trend med ökat antal cykler av vattenfluktuation. Detta till följd av en minskande nivå av vattenmättnad i dammens övre delar. Den minskande trenden i porvattentryck bidrar till en ökad effektivspänning, vilket i sin tur ger en ökad skjuvhållfasthet och dammen får därmed en ökande trend för säkerheten mot stabilitetsbrott. Genomförd känslighetsanalys visar att både cykeltid och hydraulisk konduktivitet och till viss del val av materialmodell är parametrar som påverkar porvattentryckens utveckling. Anpassning av det tolererade felet är avgörande för utvärdering av resultatet. En mindre påverkan i val av materialmodell noteras, framför allt gällande säkerhetsfaktor där Hardening soil efter ett antal cykler underskattar säkerheten mot skred i jämförelse med UBC3D-PLM model.
|
5 |
SKRED I NIPOR OCH KONSEKVENSER FÖR VATTENKRAFTSANLÄGGNINGAR I ÅNGERMANÄLVEN.Bogdanski, Adam January 2013 (has links)
Detta examensarbete behandlar stabiliteten hos den typ av siltiga nipor som före-kommer längs med och i direkt anslutning Ångermanälven. Dessa sluttningar som i många fall antar karaktären av rasbranter har i många fall en alltför hög släntlutning för att kunna betraktas som stabila enligt traditionella beräkningsmetoder, men verkligheten visar att dessa beviserligen har den egenskapen att kunna stå kvar i mer extrema geometrier. Detta tillskrivs ofta egenskapen hos sand och framförallt silt att hysa negativa portryck samt cementeringseffekter till följd av mineralisering. Ägare av vattenkraftsanläggningar längs med Ångermanälven, till vilka e.on tillhör, har uttryckt en viss oro över vissa enstaka större skred som skulle kunna tänkas förekomma vid mer extrema tillfällen, där den stabiliserande förmågan blir reducerad och risken för att dessa generera flodvågor av det större slaget, ökar. Detta kopplat till andra omständigheter vid dessa tidpunkter som höga vattenflöden och minskad av-bördningskapacitet i själva dammen, gör att det finns ett intresse i branschen att kart-lägga stabiliteten hos slänter i anslutning till vattendrag, inte minst då skred generar drivgods, vilket kan leda till igensatta utskov. Studien har behandlat Ångermanälven från kraftverket i Sollefteå C upp till Nämforsens kraftverk i Näsåker och har ur stabilitetssynpunkt fokuserat på två slänter, en i Remsele och den andra i Mo-Norrtannflo, där det för den förstnämnda fanns en del material tillgängligt från tidigare undersökningar, medan det för den andra krävdes undersökningar i fält för att fastställa dess egenskaper. Av de analyser som gjorts framgår att de studerade objekt och området närmast om-kring dem verkar vara stabila mot de djupare skred som befarades. Däremot tycks ytli-gare skred och erosion utgöra ett större problem, och bör analyseras och karteras mer för området som helhet för att fastställa den egentliga förkomsten av dessa, i synnerhet då just ytligare skred som berör större ytor kan bidra med stora mängder drivgods.
|
6 |
Ingenjörsgeologisk analys av projektering för bergskärningar / Geological Engineering analysis of slope designEkman, Jakob, Evegård, Victor January 2021 (has links)
Genom samarbete med konsultföretaget Tyréns har detta examensarbetet undersökt hur en säkrare prognos kan erhållas för bergprojektering. Till underlag undersöktes ett aktuellt projekt i Jakobshyttan, med fokus på släntstabilisering. Med avseende att identifiera de osäkerheter sompåverkar bestämmandet av bergets parametrar har parametrarnas inverkan på stabiliteten och dess kostnadseffekt på stabilisering studerats. Framtagandet av de relevanta parametrarna identifierades genom litteraturstudie, Tyréns bergtekniska prognos, relevanta handlingar för området och studiebesök på arbetsplats. Vidare utfördes en känslighetsanalys på de parametrar som var relevanta för stabilitets problematiken, för att utvärdera de kritiska gränserna för respektive parameter. För arbetet användes Barton och Bandis brottvillkor baserat på den bergtekniska informationen som fanns tillgänglig. Slutligen utfördes en kostnadsberäkning för deparametrar som identifierats med eventuella osäkerheter, för att ge perspektiv på effekten av osäkerhet. Resultatet visade att parametrarna JRC och residualfriktionsvinkel hade kraftig inverkan på stabiliteten. Parametrarnas värde bestämdes enligt föreslagen metodik från Trafikverkets handbok för bergprojektering och uppskattats genom tabeller baserade på empiriska fall. Sammanfattningsvis har den rekommenderade metodiken från Trafikverket ansetts som bristfällig och ger utrymme för felbedömningar i projekteringsskedet. / Through collaboration with the consulting company Tyréns, this thesis has investigated how a more reliable forecast can be obtained for rock design. As a basis, a current project in Jakobshyttan was investigated, focusing on slope stabilization. With regard to identifying the uncertainties that affect the determination of the rock parameters, the parameters impact on thestability and its cost effect on stabilization have been studied. The relevant parameters were identified through literature study, Tyréns forecast of rock technology, relevant documents for thearea and study visits to the workplace. Furthermore, a sensitivity analysis was performed on the parameters that were relevant to the stability problem, in order to evaluate the critical limits foreach parameter. The thesis used Barton and Bandis failure criteria based on the rock technical information that was available in the project. At last a cost calculation was performed to provide perspective on the effects of each of the parameters identified as being uncertain. The results showed that the parameters JRC and residual friction angle had a big impact on the stability. The value of the parameters was determined according to the proposed methodology from the customer, the Swedish Transport Administration, and was estimated through tables based on empirical cases. In summary, the recommended methodology from the Swedish Transport Administration has been considered deficient and leaves room for incorrect assessments in the design phase.
|
7 |
Slope Stability Evaluation from a RiskManagement Perspective : Case Study: the Slussen project in StockholmLarsson, Louise January 2018 (has links)
Site characterization and the subsequent determination of soil strengthparameters constitute a significant part of slope stability assessment.Geotechnical engineering is always governed by great uncertainties sincethe soil properties are challenging to estimate for a large soil volume. Nostandardized method exists for evaluation of soil parameters, since eachcountry uses its own methods for evaluation and interpretation of soils.Uncertainties are common in geotechnical engineering and thereforequalitative and quantitative risk management is required for most projects.The evaluation of the shear strength is essential in slope stability, since ithas a great influence on the stability. This report investigates threedifferent methods regarding the estimation of the characteristic value ofthe undrained shear strength in clay for heterogeneous soils. The followingmethods are used: de 7 with the 5 % fractile, the Swedish applicationdocuments with 𝜂-factor regarding uncertainties and the subjectiveassessment of geotechnical engineers by a questionnaire. In the case studyfor this thesis work, three quayside slopes at Slussen in central Stockholmcontaining highly heterogeneous organic clay located beneath gravel filland esker material were analysed to estimate the stability of the slopes. Theresults show that the 𝜂-factor returned the lowest values, the questionnaireresulted in the second highest and 5 % fractile basted on the samplingdistribution on the mean gave the highest values. No correlation could befound connecting the subjective estimation of the shear strength and otherinfluencing parameter. A method with low subjective judgement, that takethe spatial variability and some degree of interpretation uncertainties witha factor would be to prefer. / Utvärdering av jordar med bedömning av dess egenskaper ochklassificering är en viktig del i släntstabilitetsutredningar. Utmaningenligger i att geoteknik styrs av stora osäkerheter eftersom markensegenskaper är omständliga att uppskatta för en hel jordvolym. Problemetär att det inte existerar någon standardiserad metod för bedömningen avjordparametrar då varje land har sina egna metoder för utvärderingen.Stora osäkerheter ett vanligt problem inom geoteknik och därför krävsbåda kvalitativa och kvantitativa riskhanteringar inom de flesta projekt.Utvärderingen av skjuvhållfasthet är en viktig del i släntstabilitetsutredningareftersom denna parameter har stort inflytande på stabiliteten,därmed även säkerheten. I denna rapport har tre olika metoder undersöktsmed avseende på bedömningen av det karakteristiska värdet förskjuvhållfasthet i lera för heterogena jordar. Dessa är: Eurokod 7 med 5 %fraktil, den svenska metoden med 𝜂-faktor för att beakta osäkerheter ochslutligen subjektiva bedömningen från geotekniker med hjälp av ettfrågeformulär. I denna fallstudie har tre slänter belägna vid kajer i Slusseni Stockholm analyserats. Jordprofilen innehåller heterogen organisk lerasom täcks av en grusig fyllning och överlagrar av årsmaterial. Resultat visaratt metoden med hänsyn till både osäkerheter med 𝜂-faktor samtsubjektiva bedömning gav lägst skjuvhållfasthet, frågeformuläretresulterade i det näst hösta värdena och metoden som gav högts resultatvar 5 % fraktilen baserad på medelvärden. Ingen korrelation kunde hittasangående den subjektiva bedömningen av odränerad skjuvhållfasthet ochinfluensen från andra faktorer. En metod med subjektiv bedömning, somtar rumslig variation samt inkluderar osäkerheter i en faktor skulle vara attföredra eftersom detta skulle medföra ett mer tillförlitligt resultat
|
8 |
Effect of Environmental Factors on Pore Water Pressure in River Bank Sediments, Sollefteå, Sweden / Påverkan av miljöfaktorer på porvattentrycki flodbanksediment, Sollefteå, SverigeFritzson, Hanna January 2017 (has links)
Pore water pressure in a silt slope in Sollefteå, Sweden, was measured from 2009-2016. The results from2009-2012 were presented and evaluated in a publication by Westerberg et al. (2014) and this report is an extension of that project.In a silt slope the pore water pressures are generally negative, contributing to the stability of theslope. In this report the pore water pressure variations are analyzed using basic statistics and a connection between the pore water pressure variations, the geology and parameters such as temperature, precipitation and soil moisture are discussed.The soils in the slope at Nipuddsvägen consists of sandy silt, silt, clayey silt and silty clay. The main findings were that at 2, 4 and 6 m depth there are significant increases and decreases in the pore water pressure that can be linked with the changing of the seasons, for example there is a significant increase in the spring when the ground frost melts. As the seasons change, so do the temperature and amount and type of precipitation. Other factors that vary with the season are the amount of net radiation, wind speed and relative humidity, all of which affect the amount of evapotranspiration. At greater depths the pore water pressue is most likely affected by a factor/factors that varies from year to year, possibly the total amount of rainfall. Therefore, the anticipated increase in precipitation in Scandinavia due to climate change could be an important factor influencing slope stability.What precipitation, temperature and evapotranspiration have in common is that they affect the amount of water infiltrating the soil, and thereby the soil moisture content. How the soil moisture is distributed and flows through the soil (sub-surface flow) is governed by the different soil types and their mutual order in the slope, as well as by factors affecting the structure of the soil, e.g. animal burrows and aggregation. The formation of ground frost also affects the way in which the water present in the soil is redistributed.At c. 14 m depth in the slope, there is a saturated layer with positive pore water pressures, which could be one of several such layers. The overall groundwater situation in a silt slope is complex; several different bodies of water can develop, and to get a complete picture of the ground water situation (andthereby also the pore water pressure variations) thorough hydrological surveys are needed. / Under 2009-2016 mättes porvattentrycket i en siltslänt i Sollefteå. Resultaten från 2009-2012presenterades och utvärderades i en publikation av Westerberg et al. (2014) och detta examensarbete är en förlängning av det projektet.I en siltslänt är porvattentrycket vanligtvis negativt vilket bidrar till stabiliteten i slänten. I den härrapporten är variationerna av porvattentrycket analyserade med hjälp av enkel statistik och en koppling mellan variationerna och geologin samt parametrar så som temperatur, nederbörd och fukthalt i marken diskuteras.Jordarterna i slänten vid Nipuddsvägen består av sandig silt, silt, lerig silt och siltig lera. Slutsatsen var att på 2, 4 och 6 m djup ökade och minskade porvattentrycket med årstiderna, till exempel ökade porvattentrycket signifikant vid tjällossningen. När årstiderna skiftar ändras även temperaturen och mängden, och typen, av nederbörd. Andra faktorer som varierar över året är netto-instrålningen, vindhastigheten och den relativa fuktigheten och dessa faktorer påverkar i sin tur evapotranspirationen. På större djup beror antagligen portrycksvariationerna på någon eller några faktorer som skiljer sig åt från år till år, möjligtvis den totala mängden nederbörd. Därmed skulle den ökade nederbörd som förväntas i Skandinavien på grund av klimatförändringarna kunna påverka släntstabiliteten.Vad nederbörd, temeperatur och evapotranspiration har gemensamt är att de påverkar mängden vatten som infiltrerar marken, det vill säga de påverkar markens fukthalt. Hur vattnet är födelat i marken beror på de olika jordarterna och deras inbördes ordning i slänten, men också av faktorer som påverkar markens struktur så som aggregation och uppluckring av jorden på grund av marklevande djurs aktivitet. Även formationen av tjäle på vintern har troligtvis en viss inverkan på hur vattnet i marken omfördelas.På 14 m djup finns ett vattenmättat lager med positiva porvattentryck vilket skulle kunna vara ett av flera sådana lager. I en siltslänt är grundvattensituationen mycket komplex, flera magasin av vatten kan bildas. För att få en bra bild av grundvattensituationen (och där med också porvattentrycksvariationerna)behöver noggranna hydrologiska undersökningar genomföras.
|
9 |
Reliability – based analysis of embankment damsLiu, Xiaochen January 2019 (has links)
Embankment dams are widely used as water-retaining structures through the world. Two principal structural failure modes of embankment dams are internal erosion and slope instability. The objective of this thesis is to investigate the feasibility of applying probabilistic methods in embankment dam assessment. Compared to deterministic methods, probabilistic methods considers the variability in material properties and the results are more assessable. Meanwhile, the derived sensitivity factors of the variables can be used to find the most influential one.Through a literature review, it is found that the difficulties in defining a limit state function for the full process of internal erosion for embankment dams hold back the application of reliability-based methods. However, reliability-based methods have been recognized as suitable for slope stability assessment.In this thesis, both deterministic and probabilistic calculations have been performed for a homogenous embankment dam. The deterministic calculation is carried out in Slope/W to first find out the most critical slip surface. The failure probability of this slip surface is estimated by both Monte Carlo simulations in Slope/W and FORM analysis in Comrel. Then, the 34 most critical slip surfaces from Slope/W are chosen to calculate the system reliability with simple bounds and applied integration. The results from the deterministic and probabilistic calculations showed that the studied dam has a higher risk of failure than allowed. In the system reliability calculation, simple bounds gives a wide range, especially the upper bounds. It was found that classification of different slip surfaces into different groups with respect to geometry and material was useful to simplify the calculations. Not much improvement in accuracy of the system probability of failure is found when increasing the numbers (from 1 to 5) of the most critical slip surfaces from each group. Even the combination of 1 slip surface from each group only gives an error of 6.5%. Categorizing slip surfaces before performing a system reliability analysis is a good way for simplification of the calculations. Due to this, the criteria used for categorization of the slip surfaces are of interest. In this work, it was found that the slip geometry in combination with the materials included in the slip surface constitute a possible way forward to do this. / Fyllningsdammar används ofta som dämmande konstruktioner runt om i världen. Två potentiella brottmoder för fyllningsdammar är inre erosion och släntinstabilitet.Syftet med detta examensarbete är att undersöka möjligheten att tillämpa probabilistiska metoder vid utvärdering av fyllningsdammars säkerhet för dessa brottmoder. Jämfört med deterministiska metoder betraktar probabilistiska metoder även variationen i materialegenskaper. Erhållna känslighetsfaktorer för ingående variabler kan även användas för att hitta de som har störst inverkan på det studerade problemet.I litteraturstudien framkom att det är svårt att definiera en gränsfunktion som beskriver inre erosion för fyllnadsdammar, vilket begränsar dess användbarhet med probabilistiska metoder. För analys av släntstabilitet är dock probabilistiska metoder användbara. Både deterministiska och probabilistiska beräkningar av släntstabiliteten för en fyllnadsdamm har genomförts inom ramen för detta arbete. De deterministiska beräkningarna har utförts med programmet Slope/W, där den mest kritiska glidytan först har analyserats. Brottsannolikheten för dammen har beräknats med både Monte Carlo-simulering i Slope/W och FORM-analys i Comrel. En begränsning med att enbart beräkna brottsannolikheten för den mest kritiska glidytan är att brottsannolikheten kan underskattas då inverkan från andra potentiella glidytor inte beaktas. De potentiella glidytorna kan betraktas som ett seriesystem, där glidytorna är delvis korrelerade med varandra. För att studera denna fråga valdes de 34 mest kritiska glidytorna från Slope/W ut för att beräkna systemets tillförlitlighet. Resultaten från de deterministiska och probabilistiska beräkningarna visade att den studerade dammen hade en oacceptabel brottsannolikhet. I beräkningarna av gränserna för systemets brottsannolikhet visade resultaten att brottsannolikheten kan variera stort beroende på korrelationen mellan glidytorna. Genom att klassificera glidytorna i olika grupper med hänsyn till geometri och ingående material kan beräkningarna för systemets brottsannolikhet förenklas. Resultaten visade att noggrannheten i beräkningarna för brottsannolikheten av systemet inte förbättrades i någon större utsträckning när antalet valda glidytor (från 1 till 5) från varje grupp av likartade glidytor inkluderades i beräkningen. Kombinationen av 1 glidyta från varje grupp gav endast ett fel på 6,5% jämfört med om alla 34 glidytorna inkluderades. Kategorisering av glidytor av samma karaktär i olika grupper rekommenderas därför att genomföras innan systemets tillförlitlighet analyseras. I detta arbete framkom att glidytan geometri i kombination med ingående material i glidytan utgör ett lämpligt kriterium för att göra denna indelning.
|
10 |
Reliability – based analysis of embankment damsLiu, Xiaochen January 2019 (has links)
Embankment dams are widely used as water-retaining structures through the world. Two principal structural failure modes of embankment dams are internal erosion and slope instability. The objective of this thesis is to investigate the feasibility of applying probabilistic methods in embankment dam assessment. Compared to deterministic methods, probabilistic methods considers the variability in material properties and the results are more assessable. Meanwhile, the derived sensitivity factors of the variables can be used to find the most influential one.Through a literature review, it is found that the difficulties in defining a limit state function for the full process of internal erosion for embankment dams hold back the application of reliability-based methods. However, reliability-based methods have been recognized as suitable for slope stability assessment.In this thesis, both deterministic and probabilistic calculations have been performed for a homogenous embankment dam. The deterministic calculation is carried out in Slope/W to first find out the most critical slip surface. The failure probability of this slip surface is estimated by both Monte Carlo simulations in Slope/W and FORM analysis in Comrel. Then, the 34 most critical slip surfaces from Slope/W are chosen to calculate the system reliability with simple bounds and applied integration. The results from the deterministic and probabilistic calculations showed that the studied dam has a higher risk of failure than allowed. In the system reliability calculation, simple bounds gives a wide range, especially the upper bounds. It was found that classification of different slip surfaces into different groups with respect to geometry and material was useful to simplify the calculations. Not much improvement in accuracy of the system probability of failure is found when increasing the numbers (from 1 to 5) of the most critical slip surfaces from each group. Even the combination of 1 slip surface from each group only gives an error of 6.5%. Categorizing slip surfaces before performing a system reliability analysis is a good way for simplification of the calculations. Due to this, the criteria used for categorization of the slip surfaces are of interest. In this work, it was found that the slip geometry in combination with the materials included in the slip surface constitute a possible way forward to do this.
|
Page generated in 0.0871 seconds