PROSJEKT OG HOVEDOPPGAVER FORSLAG FOR HØSTEN 2010/VÅREN 2010

Transkript

1 NTNU GEOTEKNIKK 1 File: K:\bat\Faggruppe GT\Undervisning\Emner\TBA4510 og 4515 Fordypning ordinær og int msc\2009\oppgaveforslag\ PROSJEKT OG HOVEDOPPGAVER FORSLAG FOR HØSTEN 2010/VÅREN 2010 Nedenfor finner du en tabell med en rekke forslag til prosjekt. Etter denne finner du en rekke utdypende forslag fra Statens Vegvesen, SINTEF OG NGI. Du vil se at noen av disse temaene også er omhandlet i tabellen, andre er nye. Dette er en foreløpig liste og flere oppgaver kan/vil komme, mellom annet fra våre kontakter i næringslivet. De foreslåtte tema kan være frittstående prosjektoppgaver, eller de kan være forstudier for hovedoppgaven våren Les gjennom og se om du finner noe du kan ha interesse av og ta kontakt med oss. Arnfinn.Emdal@ntnu.no Steinar.Nordal@ntnu.no Lars.Grande@ntnu.no Thomas.Benz@ntnu.no ANALYSEOPPGAVER PRAKTISK GEOTEKNIKK OG FUNDAMENTERING Nr. Hovedområde Tittel og beskrivelse Samarbeidspartn ere/merknader Vibrasjoner og rystelser RYSTELSER I JORD Vibrations in soils NGI Prosjektering Analyse Programbruk Flere problemstillinger er mulige (possible problems): Empirisk beregningsmodell for vibrasjoner fra samferdsel, empirical models for traffic vibrations Analyse og modellering av vibrasjonsdempende tiltak i forbindelse med jernbanetrafikk, analysis and modelling of means for damping of vibrations due to railway traffic Rystelser i berg fra sprengning, rock vibrations due to blasting Bakkens innflytelse på lydutbredelse, ground influence on sound propagation Lydforplantning over porøs bakke, sound propagation above porous ground Oppgaven er foreslått av NGI, og kan eventuelt kombineres med sommerjobb og hovedoppgave. Project proposed by NGI, may be combined with summer engagement and master thesis. Samarbeid: NGI. Christian Madshus. GEOSUITE UTPRØVNING AV PROTOTYP FOR GEOTEKNISK PROSJEKTERINGSVERKTØY TESTING OF PROTOTYPE FOR GEOTECHNICAL COMPUTERIZED DESIGN TOOL GeoSuite er et programsystem som er under utvikling av de store aktører i geoteknikkbransjen. Det inneholder moduler for prosjektplanlegging, presentasjon av grunnforhold, stabilitetsanalyser, spuntanalyser, pelegrupper og setningsberegninger. Geosuite is a system of computer programs for design, presentation of site conditions, analyses of slope stability, sheet piles, pile groups and settlements. Samarbeid/cooperation: GeoVita + andre GeoSuite partnere Kontakt: Arnfinn Emdal, NTNU, Torbjørn Johansen, GeoVita Denne oppgaven vil kreve god teoretisk bakgrunn GeoVita SINTEF NGI MC SVV Andre GeoSuitepartnere

2 MINNESUND BRU FUNDAMENTERING VED SAMVIRKE PELER / FUNDAMENT Minnesund bridge, founded on interacting pile+raft foundations. Minnesund bru er en 532 m lang vegbru som skal utvides fra to til fire kjørefelt. Den har åtte søyler som hviler på fundamenter, som igjen står på utstøpte stålrørspeler. Lastene bæres både av fundamentene og pelene. Grunnen består av overkonsolidert morene med varierende innhold av sand, silt og leire. Det er gjort prøvebelastning ved nedtrykking av en prøvepel to ganger; under bygging av brua i 1992 og dessuten i 2005 i forbindelse med planlegging av utvidelsen. Det er mulig at det skal gjøres et nytt forsøk i 2009, i form av strekkbelastning av prøvepelen. Oppgaven vil bestå i å beregne/kontrollere bæreevnen av eksisterende fundamenter for økte laster som følge av utvidelsen av brua. Nærmere analyse av de to, eventuelt tre prøveforsøkene kan også inngå i oppgaven. Bæreevne for peler og fundamenter bør beregnes hver for seg, og i tillegg bør det sees på samvirke mellom peler og fundament. Project work will be to analyse/verify the capacity of existing foundations with respect to increased loadings stemming from enlargement of the bridge. Two test loadings are performed and will serve as calibration points. The separate capacities of piles and raft should be calculated as well as the interacting pile+raft. Kontakt: Arnfinn Emdal/NTNU 2 Norconsult Arne Engen MIDGARDSORMEN DYP, AVSTIVET SJAKT I OSLO DEEP, STRUTTED EXCAVATION FOR A SEWAGE SYSTEM IN OSLO "Midgardsormen" er et stort avløpsprosjekt som skal føre avløpsvann fra de sørøstre deler av Oslo sentrum til renseanlegget på Bekkelaget. I Gamlebyen skal det etableres en sjakt med dybde meter gjennom leire til berg. Det vurderes å bruke innvendig avstivet spunt, alternativt senkekasse av betong. Norconsult Arne Engen Oppgaven vil bestå i å beregne jordtrykk mot veggene i sjakten, og dessuten beregne avstivningskrefter. Analysis of the earth pressures and strut loads Kontakt: Arnfinn Emdal NTNU SETNINGER PÅ OPPFYLT UTBYGGINGSOMRÅDE I NAMSOS SETTLEMENTS ON A RECLAIMED SHORE AREA IN NAMSOS Det er observert betydelige, langvarige og til dels ujevn setningsutvikling på bygninger oppført på et stort oppfylt fjæreområde nær Namsos sentrum. Hovedtema for prosjektoppgaven vil være å sammenstille tilgjengelig informasjon om grunnforholdene og lasthistorien for området og om observerte setninger på noen av bygningene. Arbeidet vil bli utført i nær kontakt med geoteknikere i Multiconsult. Disse vil bistå med informasjonsinnsamling fra egne kilder og eksternt. Hvis tiden tillater vil det også være aktuelt å foreta etterberegninger for noen byggeprosjekter for å undersøke om observerte setninger er forklarlig ut fra kjent informasjon om grunnforholdene og lasthistorien på området. Oppgaven kan om ønskelig utvides til masteroppgave. Denne vil ha hovedvekt på setningsberegninger. Det vil da være aktuelt å gjennomføre noen supplerende grunnundersøkelser for å etablere et bedre beregningsgrunnlag. Grunnundersøkelsene vil utføres i regi av Multiconsult uten kostnad for NTNU. Long term and uneven settlements are observed. Main task is to collect all info on ground, loadings and settlements and check for theoretical consistence. Kontaktperson: Senior geoteknisk rådgiver Odd Magne Solheim, Multiconsult AS, Trondheim e post: odd.magne.solheim@multiconsult.no tlf: / MultiConsult

3 ETABLERING AV AVSTIVEDE BYGGEGROPER ESTABLISHING STRUTTED EXCAVATIONS Den vanligste metoden for avstiving av byggegroper er med spuntvegg. I Norge benyttes ofte spuntavstivning med løsmassestag eller fjellstag, mens det i andre land oftere benyttes innvendig avstivning. Det finnes også andre metoder som kan være aktuelle i enkelte tilfeller. Eksempler på disse er jetinjisering og rørvegger. Hovedtema for prosjektoppgaven vil være å beskrive og gjøre tekniske vurderinger av aktuelle prinsipper for avstiving av byggegroper. Hovedvekt vil være på spuntavstiving, men det vil også være aktuelt å ta med andre løsninger. I vurderingene legges det særlig vekt på egnethet av ulike løsninger avhengig av grunnforhold og naboforhold, samt risikomomenter knyttet til setninger og rystelser for nabobygg ved ulike løsninger. Oppgaven utføres i nær kontakt med geoteknikere i Multiconsult. Disse vil bistå med eksempler på utførte avstivingsløsninger og erfaringer med disse. Oppgaven kan om ønskelig utvides til masteroppgave. Denne vil legge vekt på både tekniske og økonomiske aspekter ved byggegropavstiving. Det kan her være aktuelt å dimensjonere og gjøre teknisk/økonomiske vurderinger av alternative avstivingsløsninger for ett eller flere byggeprosjekt. The project aims at comparing different Kontaktperson: Senior geoteknisk rådgiver Odd Magne Solheim, Multiconsult AS, Trondheim e post: odd.magne.solheim@multiconsult.no tlf: / SYSTEMATISERING AV FORENKLEDE LØSNINGER FOR DYNAMISK STIVHET (IMPEDANSE) AV FUNDAMENTER Hovedtema for prosjektoppgaven er å bruke løsninger for håndregning (analogmodeller) og programmet DYNAN for å bestemme dynamiske fjærstivheter av direkte fundamenter (enkelt fundament, plate, plate med kjellervegger, etc). Målet er å systematisere beregningsmulighetene og å lage prosedyrer for enkel beregning av stivheter. Oppgaven kan utvides til en masteroppgave ved å se på mulighetene for å bruke en iterativ prosedyre med ekvivalent, linear sekantmodul for å modellere ikke linear jordoppførsel. Kontaktpersoner: Corneliu Athanasiu, Multiconsult AS, Oslo, avdeling GEO, Prof II NTNU e post: corneliu.athanasiu@multiconsult.no / corneliu.atahansiu@ntnu.no tlf / / Dr.Ing. Signe Kirkebø, Multiconsult AS, Oslo, avdeling GEO e post: signe.kirkeboe@multiconsult.no tlf / MultiConsult Multiconsult

4 4 NUMERISKE ANALYSER JORDMODELLERING BRUK OG UTVIKLING AV FEM PROGRAMVARE PLAXIS analyser FINITE ELEMENT STUDY OF SHEET PILE WALL USING ANISOTROPIC SOIL MODEL A new soil model for anisotropic clay is developed at NTNU for undrained conditions and is implemented in PLAXIS. The model should be tested for a deep excavation problem using an anchored sheet pile wall. Comparison to field data and results from other soil models and design tools should be made. Kontakt: Steinar Nordal, Gustav Grimstad, NTNU PROGRESSIVT BRUDD MODELLERING AV MEKANISMER FOR PROGRESSIVT BRUDD I SENSITIVE STRAIN SOFTENING LEIRER. Basert på teorier fra Stig Bernander samt FE analyser med egenutviklede materialmodeller med strain softening. Eks. Ras E6 Uddevalla, Leistad, Namsos Kontakt: Steinar Nordal, Gustav Grimstad, Anders Gylland, Hans Petter Jostad Peleanalyser PEL JORD PEL SAMVIRKE Pile soil pile interaction. Full 3D analyse Calculation project. Computational costs in large scale piles foundations (hundreds of piles) are often minimized by so called embedded pile formulations. Aim of the project is to study the possibilities and limitations of embedded piles in different numerical codes. Codes: Plaxis Embedded Piles. GeoSuite Piles Abaqus NTNU/PLAXIS BV Må sees i sammenheng med forslag fra Multiconsult Aktualisert etter ras ved E6 i Uddevalla, Leistad, Namsos mfl. NTNU/ PLAXIS BV/ Wechselwirkung Contact: Prof. Thomas Benz, NTNU Geoteknikk Prof II Corneliu Athanasiu, NTNU Geoteknikk/Multiconsult Dynamics of infiltrations Situation: In waterways construction the failure of a channel seal may occur leading to infiltration of channel water into the underground and thus to a significant rise of groundwater level. In such cases the question arises whether relief wells are able to remove the inflow fast enough so that the expected increase of groundwater pressure and flow on excavations or structures can be avoided or limited. Depending on the specific local settings relief wells are installed vertically or horizontally. In the design of horizontal wells research is needed regarding their configuration like the appropriate distance between wells, filter length, filter and diameters. Objective: To find out the relationship between design parameters of horizontal wells (filter distance, diameter and length) and the relief of hydraulic loading on an pit slope for different geometrical configurations. Tools: 3D groundwater flow codes and 2D stability calculation codes. Internship with BAW will be financially subsidized and is highly recommended! NTNU/ BAW Contact: Thomas Benz, NTNU Geoteknikk Dr. Hector Montenegro, Federal Waterways Engineering and Research Institute (BAW), Karlsruhe, Germany

5 5 MARIN GEOTEKNIKK Marin fundamentering HOLDEKAPASITETSBEREGNINGER FOR PELER. Capacity for offshore piles. I) Holdekapasitetsberegninger basert på opprinnelig empiriske kurver (DNV, API) mot modifiserte kurver basert på aktuelle forhold. II) Peleramming: Bruk av erfaringsdata i forhold designfasen. Hva kan oppnås? Samarbeid: Advanced Production and Loading (APL) Kontakt: Sunnva Hylen og Knut Schrøder, APL Marin fundamentering STATISK OG DYNAMISKE PELEANALYSER MED WEAP OG SPLICE Offshore peler Static and dynamic pile analyses with Weap and Splice DNV har oppgaver med å verifisere nye type peler. Disse kan ha en utforming som kan være vanskelig å inkludere i standard programvare som GRL Weap og SPLICE. Aktuelle problemstillinger vil for eksempel være å etterregne en pels dynamiske og statiske oppførsel eller å gjøre en vurdering av en type pel som ennå ikke er standardisert. Kontakt: Jan.Holme@dnv.com ( ) Kontakt Jan Holme APL DNV FELT OG LABORATORIEUNDERSØKELSER Feltundersøkelser Kvikkleire TOLKNING AV KVIKKLEIREDATA FRA CPTU. Interpretation of quick clay profiles from CPTU Vurdering av CPTU resultater sammenlignet med resultater fra tradisjonelle sonderinger, in situ målinger og laboratoriedata. Kriterier for påvisning, tolkning av mekaniske egenskaper. Kontakt: Mike Long, University College, Dublin NTNU/ICG Også relevant for: Annika Bihs: CPT dr grad Annika kommentarer UNDERSØKING AV RATE EFFEKT PÅ STIVHET AV SENSITIV LEIRE. Denne oppgaven innebærer lab arbeid med treaks og ødometer Kontakt Anders Gylland, NTNU Se også i sammenheng med oppgave: Progressivt brudd modellering av mekanismer for progressivt brudd i sensitive strainsoftening leirer.

6 Laboratorie og feltdata Database organisering ORGANISERING AV LABORATORIEDATA I GEOTEKNIKK LAB. Geotechnical material parameters organization. Gjennom årene har NTNU Geoteknikk innhentet store mengder felt og laboratoriedata. Det er mye forståelse av grunnforhold og om materialoppførsel som kan hentes fra en systematisering og sammenstilling av alle disse resultatene. Råmaterialet er tilgjengelig, men i ulike format. Oppgaven er å lage et system for lagring og gjenfinning og utnyttelse av disse dataene. SINTEF Berg og Geoteknikk 6 Kontaktpersoner: Arnfinn Emdal, NTNU, Jan Ove Busklein, SINTEF Laboratorieforsøk med KRYP I SENSITIVE LEIRER tolkning. Creep in sensitive clays Materialegenskaper fra ødometer og treaksialforsøk for å teste grunnleggende hypoteser om langtidsdeformasjoner. Kontakter: Hans Petter Jostad, Steinar Nordal Geophysical soil SOIL PROFILING BY SPECTRAL ANALYSIS OF SURFACE WAVES (SASW) investigation Spectral analysis of surface waves is a non invasive seismic method that can be used for site investigation. Being relatively young, the method was intensively studied over the past years. The project is about understanding the method, indicating research trends and results as well as practical application of the method in DØDENS DAL. In the practical application you will create your own surface waves and possibly use the ones created by concerts during UKA 09, too. Kontakter: Thomas Benz, NTNU Modell test MODEL TEST OF AN 3D EXCAVATION Simulate an excavation in sand. An excavation 2 m in depth shall be simulated in our lab. The excavation pit will be either shaped elliptically or have a corner so that 3D effects, e.g. soil arching can be investigated in more detail. To allow for a possible back analysis of the problem, the soil properties of the sand is to be determined, too. Most equipment for the model test is readily available. Kontakter: Thomas Benz, NTNU Laboratorietolkning BESTEMMELSE AV TIDLIGERE OVERLAGRINGSTRYKK (PC ) INNENFOR UTVALGTE KVIKKLEIRESONER I TRONDHEIM OG OMEGN (MELHUS, SKAUN, KLÆBU OSV.). Tett samarbeid med dr.student Samson Degago, NGI og Chalmers. NTNU NTNU Connection to Annika Bihs PhD project. Spesiell anbefaling: Kvikkleiresoner på Byneset (Spongdal) og Leinstrand. Einar Lyche, Rambøll Norge Fra Trondheim Kommune: Hvis prosjektet som Lyche foreslår blir aktuelt kan NTNU få oversendt våre rapporter i PDF format. Det er mye kvikkleire på Byneset også utenfor kvikkleiresonene. Kommunen har de siste årene gjort grunnundersøkelser vest og sør for Spongdal sentrum. Grunnundersøkelser på Byneset er vist i vedlegg. Tone Furuberg Kan inneholde feks: Gjennomgang av forskjellige teknikker for å fastslå pc basert på ødometer, CPTU, SHANSEP, Geologi, norsk og internasjonal praksis.

7 DATA BANK FOR JORDPARAMETERE En av de mest krevende utfordringene i geoteknisk prosjektering er valg av riktige jordparametere. Hovedtema for prosjektoppgaven er Å samle erfaringsmateriale fra felt og laboratorieforsøk (CPTU, vingeboring, ødometer og treaksialforsøk, osv.) og fra litteraturen. Å vurdere eksisterende korrelasjoner eller lage nye korrelasjoner mellom indeksparametere og styrke og stivhetsparametere basert på erfaringsmaterialet Utvikling av materialeegenskaper og bruksområder Avhengig av resultatene, kan oppgaven utvides til en masteroppgave hvor korrelasjonene brukes til å foreslå jordparametere til jordmodellene i PLAXIS. Dette kan utføres i samarbeid med PLAXIS BV. Kontaktperson: Corneliu Athanasiu, Multiconsult AS, Oslo, avdeling GEO, Prof II NTNU e post: corneliu.athanasiu@multiconsult.no / corneliu.atahansiu@ntnu.no tlf / / / BRUK AV LETTKLINKER (LWCA) I BYGGE OG ANLEGGSINDUSTRIEN FLERE OPPGAVETEMA Light weight aggregates for civil engineering purposes Oppgaven inngår i SINTEF/NTNU s langsiktige forskning på materialegenskaper for lette fyllmasser. Den kan inneholde flere elementer: Bestemmelse av hviletrykkskoeffisient K o Isolasjonsegenskaper Samvirke mellom lettklinker og andre produkter Kvalitetskontroll i felt Numeriske modeller for LWCA Utvikling av nye konsepter og bruks områder. Samarbeid: SINTEF/NTNU/MAXIT Kontakter: Arnfinn Emdal, NTNU; Anders Gylland og Endre Høva, SINTEF. SINTEF/NTNU/ MAXIT INTERNATIONAL CENTRE OF GEOHAZARDS SKRED OG STABILITETSVURDERINGER NOTE: Several of the other tasks in this list are related to geohazards, see the table and also the appended lists of projects from Statens Vegvesen, SINTEF and NGI.

8 General geohazards Slide evaluations Earthquakes POSSIBLE TOPICS FOR PROJECT AND MASTER THESES ICG RELATED ACTIVITIES Several different topics for project and master theses are outlined below. Detailed study of specific large landslides / debris flows Landslide hazard mapping at regional scale Empirical vs. analytical methods Mapping of earthquake induced landslide hazard using GIS Evaluation of effects of soil response on earthquake motion using empirical and analytical methods Effects of non linear soil behaviour on seismic soil structure interaction (SSI) for large offshore foundations Particularly for the MSc fellows in Geotechnics and geohazards, several of the topics may be linked to geohazard problems you may have in your home countries. The proposed tasks should hence be further elaborated in agreement with the division staff or other ICG members. Samarbeid: ICG partners Kontakt: Farrokh Nadim, ICG/NTNU ICG/NTNU 8 ARKTISK GEOTEKNIKK SAMARBEID MED UNIS Fundamentering på permafrost Konseptutvikling Arktisk fundamentering VURDERING AV FUNDAMENTERINGSLØSNINGER FOR RØRGATER I PERMAFROST. Evaluation of foundation methods for pipelines on permafrost. Vurdering av alternative fundamenterings og gjennomføringsmetoder i forbindelse med etablering av nye rørgater i Longyearbyen, Svalbard. Samarbeid: UNIS/NTNU/Bydrift Longyearbyen Kontakt: Lars Grande, UNIS/NTNU Avhenger av ny kontakt i Bydrift Longyearbyen GEOSYNTETER FOR ARKTISK GEOTEKNIKK. Geosynthetics for arctic geotechnical engineering. Konseptvurdering armeringsnett og duker, erosjonssikring, jordnagling. Løpende forskningsprosjekter, instrumentering etc. Samarbeid: SINTEF/NTNU/UNIS/produsenter Kontakter: Arnstein Watn, SINTEF/Lars Grande, UNIS/NTNU UNIS/Bydrift Longyearbyen/ NTNU SINTEF/NTNU/ UNIS Isdrift problemvurdering Ny armert vegg i Svea? STRANDING AV ISSTRUKTURER MOT SJØBUNNEN. Collisions of ice structures with the seabed. Litteraturstudium, problemvurdering, evtl. i kombinasjon med modellforsøk, beregningsmetodikk. Samarbeid: UNIS/NTNU Kontakt: Lars Grande ++ UNIS/NTNU EGENSKAPER AV DET AKTIVE LAGET (FRYSE TINE TOPPLAG) ETH Zürich samarbeid NTNU: Lars Grande, ETH: Sarah Springman (med student) Kan være aktuelt for studentsamarbeidsoppgave UNIS ETH Se også SINTEF Melting of permafrost

9 SKRED OG SKREDSIKRING SVALBARD Aktuelle tema 9 Skredsikring i Longyearbyen (i NYbyen) i Svea. Se på skredutløp fra de skred som har gått de seinere år og se om den empiriske modellen på NGI har gyldighet på Svalbard. Klimaendringer i Arktis, og vurdere hva dette eventuelt kan føre til av endrede forhold med hensyn til skred. Jan Otto Larsen, NTNU/UNIS/SVV Latecommer project: NUMERISKE ANALYSER JORDMODELLERING BRUK OG UTVIKLING AV FEM PROGRAMVARE PLAXIS analyser COMPARISON AND EVALUATION OF ADVANCED SOIL MODLES FOR CREEP Plaxis BV plans on releasing a new soil model that includes creep. This soil model shall be evaluated in close cooperation with Plaxis and the external developer. Additional, the evaluation shall include a creep model developed at NTNU. Testing will be performed in back calculation of laboratory tests and analysis of benchmark problems (creep slope etc.) Demanding but highly rewarding project in the sense that you will work together with people that develop numerical codes and you will learn a lot about the internals of constitutive modeling. This knowledge will be handy in whatever part of geotechnical engineering you will later work on. NTNU/PLAXIS BV Contact: Thomas Benz, Gustav Grimstad, NTNU

10 10

11 11

12 12 Også fra Jan Otto Larsen i Vegdirektoratet Oppgave RAS: Akseptkriterier for ras på offentlige veger, internasjonalt? Alternativt: Komme frem til/foreslå akseptkriterier for norske offentlige veger RAS: Gjennomgang og kontroll av en Beredskapsplan ved snøskred og snøskredfare RAS, SNØ: Skredvarsling, Nærnabo. Stikkord Litteraturstudie:? Hvilke kriterier blir brukt for å stenge veg mht ulike typer ras internasjonalt? Når man sikrer veg eller bygger nyveg hvilke kriterier legges til grunn? Må tilpasses det interne arbeidet til SVV. Feltbefaringer Inntegning av løsneområder for snøskred på kart Kommentere oppbygging evt. innhold i planen. Innhenting og rapportering av erfaringer fra de tre testdistriktene Odda, Hyen og Ørsta. Få i drift/klargjøre et nærnabo system i et område i region Nord. Status/evaluering av Nærnabosystem i Troms. Må tilpasses hvor det tas ibruk i region nord.

13 SINTEF Geoteknikk Prosjektoppgave og diplomoppgave i samarbeid mellom StatoilHydro, SINTEF og NTNU 13 GAS MIGRATION Fri gass i grunne marine sedimenter kan føre til store problemer, som for eksempel utblåsning i brønner under boring, noe som kan medføre redusert stabilitet av plattformer. Samtidig kan plutselige utslipp av store mengder fri gass minske oppdriften til flytende enheter. Spor av gassvandring kan sees på havbunn av bløt leire i form av pockmarks (se Figur 1). En vet ikke om disse er dannet ved plutselige gassutslipp eller om de er dannet ved et jevnt sig av gass. Å få en bedre forståelse av gassvandring i marine sedimenter er et viktig tema i olje og gassindustrien. De siste fire årene har det, i samarbeid med StatoilHydro, SINTEF og NTNU, blitt gjennomført flere modellforsøk og analyser for å øke forståelsen (se Figur 2). Følgende modellforsøk har blitt gjennomført; Gassvandring i bløte sjøbunnssedimenter; simulert i gjennomsiktig leire (Masteroppgave Martine H. de Vries, vår 2005, prosjektoppgave Karete Løkting Larsen, høst 2006) Dannelse av pockmarks i bløte sjøbunnssedimenter (SINTEF prosjekt, 2006) Utblåsning av gass i nærheten av skjørtefundament (Masteroppgave Anders Gylland, vår 2007, Masteroppgave Endre Høva, vår 2009) Gassvandring gjennom svakhetssoner (SINTEF prosjekt, 2009/2010) En eventuell prosjekt og diplomoppgave innenfor dette temaet bygges videre på disse forsøkene. Oppgaven utformes i videre samspill mellom veileder og student og kan inneholde både litteraturstudier og modellforsøk. På neste side finnes en liste over mulig tema som kan være interessante. Figur 1 "Pockmarks" rundt Troll plattformen Figur 2 En av modellforsøkene utført i 2009 Aktuelle tema Gassvandring gjennom bløte sediment; Den geomekaniske prosessen som er forbundet med vandring av gass gjennom bløte sedimenter forblir fortsatt uklar. Resultater fra tester og observasjoner ser ikke ut til å stemme overens med de foreslåtte mekanismer? Svakhetssoner i sjøbunnen kan dannes gjennom mange forskjellige prosesser. Men hva om disse svakhetssonene dannes i et område med fri gas? Hvordan vil gassen migrere gjennom disse sonene? Gassvandring i nærheten av sjøbunnsrammer/plattformer; Hva skjer om når gass frigjøres i nærheten av sjøbunnsrammer og/eller plattformer? Kontaktperson i SINTEF: Martine Helena de Vries Martine.H.deVries@sintef.no Kontaktperson i NTNU: Arnfinn Emdal Arnfinn.Emdal@ntnu.no

14 LETTKLINKER FOR BYGG OG ANLEGGSFORMÅL LETTKLINKERFORSKNING I SINTEF BYGGFORSK 14 Prosjekt og diplomoppgaver som et samarbeid mellom SINTEF Byggforsk og maxit Group. Nå har du sjansen til å være med på lettklinkerforskningen i SINTEF Byggforsk! SINTEF og NTNU har over en rekke år samarbeidet med forsknings og utviklingsprosjekt (FoU prosjekt) vedrørende materialegenskaper og anvendelse av lettklinker. I denne sammenhengen ble det i våren 2005 undertegnet en samarbeidsavtale mellom flere avdelinger i SINTEF og Europas største produsent av lettklinker, maxit Group. Samarbeidsavtale sikrer videre forskning på lettklinker og andre produkter fra maxit Group (blant annet LECA blokker). Innenfor SINTEF Byggforsk er følgende faggrupper (kontaktpersoner i parentes) med i samarbeidsavtalen: Geoteknikk (Arnstein Watn) Betong (Tor Arne Hammer) Vann og miljø (Bjørnar Eikebrokk) Veg og jernbaneteknikk (Inge Hoff) Materialer og konstruksjoner i Trondheim (Tore Kvande) Dette betyr at vi har en unik og spennende mulighet for samarbeid på tvers av disse avdelingene. Avtalen innebærer også en mulighet for å samarbeide med andre industri, universitets og forskningsmiljø internasjonalt. På geoteknikkområdet har NTNU kontakter med et universitet i Italia, Politecnico di Milano (PdM) som også forsker på lettklinker for den Italienske produsenten Laterlite. Tidligere har det blitt gjennomført flere prosjekt og diplomoppgaver på dette temaet ved NTNU. Blant annet har følgende oppgaver blitt utført de siste årene: Undersøkelse av deformasjonsegenskaper og stivhet av lettklinker (Masteroppgave, Nina Stene, 1996) Ødometerforsøk for vurdering av stivhet og nedknusning av Leca lettklinker (prosjektoppgave, Jon Prestegarden, 1998) Gulv på lettklinker (prosjektoppgave Per Arne Wangen, høst 2004) Lettklinker, En sammenligning av materialer og testmetoder for kvalitetskontroll (prosjektoppgave, Erlend Berg Kristiansen, høst 2005) Lettklinker, bestemmelse av K 0 for lettklinker i et fleksibelt ødometer (masteroppgave, Erlend Berg Kristiansen, vår 2006) I 2009 utføres et større prosjekt i samarbeid mellom SINTEF og maxit Group for å dokumentere materialegenskaper av løs Leca. Vertikale spenninger (kpa)

15 15 Mulige tema Selv om lettklinker har blitt brukt i mange konstruksjoner de siste årene er det fortsatt en del usikkerhet knyttet til egenskapene og oppførsel av produktet. Hvor godt isolerer lettklinker i en konstruksjon og kan vi bruke laboratoriemålte varmekonduktivitet til å dimensjonere isolasjonslaget (se også tema Error! Reference source not found.; Frostdimensjonering i veg)? Hvordan er samvirket mellom lettklinker og andre type produkter, for eksempel geotekstiler, støttemurer, kjellervegger (se også tema Error! Reference source not found.; vurdering av opptredende jordtrykk på kjellervegger)? Lettklinker som fyllmateriale rundt fleksible stålkulverter, som benyttes til blant annet til rassikring. Kvalitetskontroll Er det for eksempel mulig å finne ut om det har blitt oppnådd nok komprimering i en fylling? Med andre ord; er fyllingen stiv nok? Kan vi måle kvaliteten til konstruksjonen i felt? In situ styrkeparametere Numeriske modeller for lettklinker Kan vi lage en numerisk material modell for lettklinker som kan implementeres i program som f.eks. Plaxis, Slide, Abaqus? Nye bruksområder Finnes det nye bruksområder for lettklinker (innovative løsninger)? Kontaktpersoner i SINTEF Endre M Høva Endre.hova@sintef.no Anders Samstad Gylland anders.gylland@sintef.no Kontaktperson i NTNU Arnfinn Emdal Arnfinn.Emdal@ ntnu.no EROSJONSSIKRING I ARKTISKE STRØK SINTEF Byggforsk ønsker å engasjere en student for sommerjobb sommeren Som en fortsettelse av dette vil UNIS/NTNU kunne tilby interessante prosjekter knyttet opp mot prosjekt og masterstudiet høsten 2010 og våren SINTEF Byggforsk, Berg og geoteknikk, har i samarbeid med UNIS/NTNU og SNSK flere prosjekter lokalisert i Svea på Svalbard. Prosjektene handler i denne sammenheng i stor grad om alternative byggematerialer og alternative måter å sikre strandsonen mot erosjon fra is og sjøkrefter. Beskrivelse av sommerjobb, prosjekt og masteroppgave følger nedenfor. Sommerjobb: Oppfølging av to forskningsfelt i Svea Dokumentasjon av isdrift Prøvetaking Målinger knyttet til diverse målepunkter på forskningsfeltene Evt. være med på oppstart av nytt forskningsfelt Prosjektoppgave: Dokumentere oppbygging av is på to forskningsfelt i Svea Samle inn og behandle vær og isdata Mulig installere flere målepunkt Skrive prosjektoppgave basert på observasjoner og målinger sommeren og høsten 2010 Erosjonssikring i Svea

16 Masteroppgave: Samle inn og behandle vær og isdata Samle inn og behandle data fra målepunkt Måling av iskrefter Dokumentere isens oppførsel i forbindelse med forskningsfeltene, målinger og observasjoner Observere og dokumentere fyllingens oppførsel gjennom et kalenderår 16 Kontaktpersoner i SINTEF Jomar Finseth Jomar.Finseth@sintef.no Maj Gøril Bæverfjord Bæverfjord Maj.G.Baverfjord@sintef.no Kontaktpersoner i NTNU Lars Grande lars.grande@ntnu.no ESIMP ESIMP står for Efficient soil investigation methods in permafrost og er et samarbeid SINTEF har med StatoilHydro for å undersøke mulighetene for bruk av ulike grunnundersøkelsesmetoder i arktiske strøk. Bakgrunnen for studien relaterer seg til bygging av rørledninger i områder med permafrost. Design av fundamenter til disse påvirkes i stor grad av smelting av permafrost samt strukturer av ren is i permafrosten. I dag utføres grunnundersøkelser ved at man tar opp prøver ved enkelte punkter langs ruten. Mål et med prosjektet er å finne en enkel og effektiv metode for en kontinuerlig kartlegging av strukturer av ren is i permafrost. Prosjektet følges nå opp av SINTEF og en masteroppgavestudent ved UNIS. Høsten 2009 og våren 2010 er det muligheter for en oppgave som går på å videreføre feltforsøkene som er gjort på Svalbard. I dette prosjektet er det muligheter for en sommerjobb enten i Trondheim og/eller på Svalbard. Prøvetaking i Adventsdalen Ren is i permafrost Kontaktperson i SINTEF: Martine Helena de Vries Martine.H.deVries@sintef.no Kontaktperson i NTNU: Lars Grande Lars.grande@ntnu.no

17 DEEP PENETRATING ANCHOR Prosjekt og diplomoppgave som et samarbeid mellom StatoilHydro, Geoprobing Technology Bakgrunn for oppgaven I Brasil har prinsippet med torpedoanker vært brukt i flere år, og hele 7 Petrobras installasjoner er permanent oppankret med torpedoanker. Til sammen har de installert over 200 slike anker til ulik bruk. 17 I Norge er ankringskravene annerledes enn offshore Brazil, og torpedoankeret har aldri vært i bruk på Norsk sokkel. Geoprobing Technology i Trondheim v/jon Tore Lieng har i paralell utviklet et tilsvarende anker (Deep Penetrating Anchor, DPA) som har noen essensielle forskjeller fra torpedo ankeret (se Figur 1). DPA ankeret har de siste årene vært utsatt for diverse tester, blant annet 1:3 droptester i Trondheimsfjorden. Nå er planen at ankeret i løpet av 2009/2010 skal brukes på Norsk sokkel. Figur 1 Forskjellen mellom Petrobras sitt torpedoanker (venstre) og DPA ankeret (høyre)

18 18 Figur 2 Skalert (3:1) test i Trondheimsfjorden Stikkord for mulige oppgaver Et av spørsmålene som fortsatt gjenstår er hvor mye utformingen av tippen av ankeret har å si for penetrasjon. For eksempel er tippen av DPA ankeret er avrundet, mens torpedo ankeret til Petrobras har en spiss tipp. En antakelse er at brå overganger er uheldig og dermed at 45 graders spiss gir større motstand enn 30 grader, som igjen er større enn avrundet/parabolsk utforming. Dette grunnet i at hastigheten er stor under et reelt dropp av ankeret. En prosjekt /masteroppgave kan bestå av følgende: Modellforsøk i laboratoriet Sammenligning av penetrasjonsevne til de nevnte ankrene i bløt leire, basert på ulike utforming av spissen (lik vekt, lik utforming ellers, lik dropphøyde), d.v.s. rund utforming (parabolsk) som på DPA mot konisk utforming med ulik vinkel (for eksempel 45 grader og 30 grader). Hastighet er en viktig parameter, og en eller annen form for assistert akselerasjon bør vurderes i sammenligning med en mer moderat hastighet (og dropphøyde). Teoretisk studie av penetrasjonsprosessen Hvordan påvirker utformingen av spissen penetrasjonsevnen teoretisk På grunn av den høye hastigheten under penetrasjon må leiren sannsynligvis betraktes som en veldig viskøs væske. Kontaktpersoner Tor Inge Tjelta (StatoilHydro) ttjelta@statoilhydro.com Jon Tore Lieng (Geoprobing Technology) jon.lieng@geoprobing.com Martine H. de Vries (SINTEF/StatoilHydro) martine.h.devries@sintef.no mavri@statoilhydro.com Kontaktpersoner i NTNU Lars Grande lars.grande@ntnu.no

19 MELTING PERMAFROST (KAN SEES I SAMMENEHNG MED OPPGAVE MOT ETH ZÜRICH) Prosjekt og masteroppgave som et mulig samarbeid mellom SNSK, UNIS, NTNU og SINTEF. 19 Bakgrunn for oppgave Endring av klima og utbygging vil over tid endre temperaturen i permafrost lokalt og globalt. Dette prosjektet omhandler å se på endringer i egenskaper for forskjellige jordarter i frossen tilstand når temperaturen endrer seg, med spesielt fokus på fundamentering av bygninger og infrastruktur. Oppgaven kan knyttes opp mot et SINTEF prosjekt, men vil i utgangspunktet være knyttet opp mot datainnsamling fra eksisterende målere, samt geoteknisk felt og laboratoriearbeid med prøvetaking våren Sted: UNIS Kontaktpersoner Martine H. de Vries martine.h.devries@sintef.no Jomar Finseth jomar.finseth@sintef.no Kontaktpersoner i NTNU Lars Grande lars.grande@ntnu.no

20 20 NGI NORGES GEOTEKNISKE INSTITUTT TEMAER FOR PROSJEKT OG HOVEDOPPGAVER Nedenfor er fem fors lag til prosjekt og hovedoppgaver ved NGI. For hver oppgave er det angitt hovedtema med stikkord som kan endres i samarbeid med student/veileder og NGIs kontaktperson. I tillegg er det nevnt noen andre mulige oppgaver med assistanse fra NGI. FUNDAMENTERING PÅ LAND UTFYLLING I TERMINALBUKTA PÅ LIERSTRANDA, LIER KOMMUNE. Lier Industriterminal AS (LIAS) ønsker å se på muligheten av å fylle ut et sjøområde i Terminalbukta på Lierstranda i Lier kommune. Hellende sjøbunn og bløt leire i grunnen gjør utfyllingen stabilitetsmessig krevende. Utfyllingen vil medføre en belastning på den underliggende bløte kompressible leira som vil kunne gi store setninger over lang tid. LIAS ønsker en prosjektering av utfyllingen hvor bruk av grunnforsterkningsmetoder og setningsreduserende tiltak må vurderes. Prosjektoppgave/litteraturstudie:Sette seg inn i ulike grunnforsterkningmetoder og metoder for å redusere setninger. Hovedoppgave: Prosjektere og kostnadsberegne utfyllingen i Terminalbukta. Oppgaven vil blant annet inkludere stabilitetsberegninger, setningsberegninger, vurdering av behov grunnforsterkning og andre geotekniske tiltak, vurdering av fundamenteringsforhold etter utfylling, beregning av en kaikonstruksjon i fronten av utfyllingen, utarbeidelse av tegninger og eventuelt også anbudsdokumenter. Kontaktperson: Ørjan Nerland, orjan.nerland@ngi.no, T: , M:

21 MATERIALEGENSKAPER / FELT OG LABORATORIEUNDERSØKELSER 21 SYSTEMATISERING AV CPT SONDERINGER CPT sonderinger benyttes som grunnlag for vurdering av jordas styrkeegenskaper. Det er derfor viktig at vi har full forståelse av hvordan utstyret virker og at vi kan forstå eventuelle avvik fra forventede resultater. Det er behov for å gå systematisk igjennom uklare og uventede sonderingsresultater. Hensikten er å prøve å finne ut årsaken og om resultatene er utstyrsrelatert, personavhengig eller avhengig av grunnforholdene, og eventuelt komme med anbefalinger om endring av prosedyrer eller utstyr. Prosjektoppgave/litteraturoppgave: Gjennomgå CPTu som feltundersøkelsesmetode og hvilke parametere som har betydning for resultatene og tolkning av metoden. Hovedoppgave: Systematisk gjennomgang av sonderinger som er rare og avviker fra det forventede. Prøve å finne ut om avvikene skyldes utstyret eller grunnforholdene. Komme med anbefalinger om endring av prosedyrer eller utstyr. Eventuelt utføre forsøk i felt. Kontaktperson: Ørjan Nerland, orjan.nerland@ngi.no, T: , M: EFFEKT AV TEMPERATUR PÅ MÅLTE LAB DATA NGI har et pågående prosjekt i samarbeid med industrien for å se på effekten av temperatur på de parameterne man måler i standardiserte laboratorieforsøk, som triaks og ødometerforsøk. Prosjektoppgave: Gjennomgå problemstillingen og tilgjengelige data. Hovedoppgave: Bruke NGIs nye klimarom. Kjøre parallelle forsøk ved forskjellige temperaturer, for eksempel på på materialer som er dokumentert tidligere. Kontaktpersoner: Tom Lunne, tom.lunne@ngi.no, T: , M: , Morten Sjursen, mas@ngi.no, T: , M:

22 NUMERISKE BEREGNINGER/ELEMENTMETODEN 22 SETNINGSBEREGNINGER AV BLØTE LEIRER HVA ER EFFEKTEN AV Å INKLUDERE KRYP I PRIMÆRKONSOLIDERINGSFASEN? Prosjektoppgave/litteraturstudie: Sette seg inn i problemstillingen, setningsberegninger, kryp konsolidering. Hovedoppgave: Setningsanalyser med med GeoSuite Setning Kontaktperson: Hans Petter Jostad, hpj@ngi.no, T: , M: FEM BEREGNING AV SPUNTVEGGER BEREGNING AV SPUNTVEGGER VED HJELP AV NGI ADP MODELLEN. Prosjektoppgave/litteraturstudie: Sette seg inn i problemstillingen, NGI ADP modell, jodmodeller. Hovedoppgave: Etterregning av tidligere beregninger med andre jordmodeller. Kontaktperson: Hans Petter Jostad, hpj@ngi.no, T: , M: ANDRE MULIGE PROSJEKT OG HOVEDOPPGAVER MED ASSISTANSE FRA NGI Fundamentering offshore: PROSJEKTERING AV SUGEANKERE I LAGDELTE JORDARTER Prosjektering av sugeankere i leire er en forholdsvis rett fram sak. Men av og til står man overfor mer problematiske grunnforhold, for eksempel lagdelt sand og leire. I slike profiler er det en del varierende erfaringer. Å få ankerne ned til ønsket dybde er en av utfordringene. Etterberegninger viser at selv om vi i og for seg kan designe ankere på en fornuftig måte, selv i kompliserte jordprofiler, så er det langt fra alt vi skjønner av det som foregår av spenningsendringer, bruddmekanismer, drenasje, vannstrøm m.m. under installasjonen. Prosjekt/Hoved oppgave: Måledata kan gi grunnlag for videre utvikling av beregning for sugeankere. Potensialet er at konseptet kan utvikles til å bli mer egnet også på vanskeligere grunnforhold der man hittil har bedømt risikoen med bruk av sugeankere til å være for stor. Kontaktperson: Per Magne Aas, pma@ngi.no, T: M:

23 Materialegenskaper / Felt og lab.undersøkelser: TELEFARLIGHET AV TEGLSTEIN OG SPRENGSTEIN AV LEIRSKIFER I enkelte tilfeller benyttes gjenbruksmateriale slik som knust betong og teglstein i for eksempel veifyllinger. Sprengstein av leirskifer benyttes også ofte i veifyllinger. Leirskifer er et materiale som har dårlige mekaniske egenskaper, og under utlegging og komprimering kan leirskiferen bli nedknust relativt lett. Det er ønskelig å vurdere telefarligheten til tegl og til en sprengstein av leirskifer. Ie. hvilken evne materialet har til å suge til seg vann og danne islinser. Oppgaven vil gå ut på å utføre forsøk i NGIs telehivcelle, utføre forsøk for å se på mekaniske egenskaper, knusing ved komprimering. Prosjektoppgave/litteraturoppgave: Sette seg inn i hvilke parametere som gjør et materiale telefarlig. Hovedoppgave: Utføre forsøk i NGIs telehivcelle. Kontaktperson: Ørjan Nerland, orjan.nerland@ngi.no, T: , M: Materialegenskaper / Felt og lab.undersøkelser: PROSEDYRER FOR BRUK AV RHEOMETER ( LAB VINGBOR) Det er et problem å måle meget lav skjærstyrke i bløte leirer (ie. mindre enn 5 kpa). Et nytt instrument, rheometer, kan benyttes til dette, men det er enda ikke fastsatt prosedysrer for hvordan utstyret skal brukes. Prosjektoppgave: Sette seg inn i problemstillingen. Litteraturstudier på måling av lave skjærstyrker og informasjon om rheometeret. Hovedoppgave: Vurdere prosedyrer for bruk av rheometer og anvende på måling av skjærstyrke på bløte leirer. Kontaktpersoner: Tom Lunne, tom.lunne@ngi.no, T: , M: , Morten Sjursen, mas@ngi.no, T: , M: Materialegenskaper / Felt og lab.undersøkelser: EFFEKT AV PRØVEDIAMETER VED ØDOMETERFORSØK Resultater fra ødometerforsøk kan variere med diameteren på prøven som testes, samt diameteren på prøven etter trimming i forhold til opprinnelig diameter fra prøvetakingen. Prosjektoppgave: Sette seg inn i problemstillingen. Litteratusrudier. Hovedoppgave: Kjøre ødometerforsøk med varierende prøvediametere. Ko ntaktpersoner: Tom Lunne, tom.lunne@ngi.no, T: , M: , Morten Sjursen, mas@ngi.no, T: , M:

24 FORKLARINGER FORKORTELSER 24 ICG: International Centre for Geohazards. Dette er et samarbeidsprosjekt mellom de store norske institusjoner for å fremme forskning innen naturkatastrofer og risikovurderinger av geoteknisk karakter. Partnere: NGI, Norsar, UiO, NTNU, NGU. En stor del av vår pågående forskning er for tiden koblet til denne aktiviteten. PLAXIS 3D: Vi har svært god kontakt med FEM miljøet hos PLAXIS i Nederland og har derfor felles interesse i bruk av PLAXISproduktene for studier av geotekniske fenomener. Det nyeste er den 3 dimensjonale versjon av PLAXIS som gjør det mulig å studere 3D effekter ved konstruksjoner. ABAQUS: Dette er et multifunksjons 3D som er i stand til å regne på svært mange ingeniørproblemer. For tiden er vår interessert i å modeller konstruksjoner av skall typen i samvirke med jord. GeoSuite: Dette er et felles norsk/nordisk prosjekt for å lage et totalverktøy for geoteknisk prosjektering. Prosjektet er et samarbeid mellom NTNU, NGI, Multiconsult, ViaNova, SINTEF og Statens Vegvesen, Vegdirektoratet. UNIS: Universitetsstudiene på Svalbard. Faggruppe for Geoteknikk har godt inngrep med UNIS og har hatt flere studenter på kortere eller lengre opphold på Svalbard. Lars Grande er professor II ved UNIS og er vår kontakt mot aktivitetene der. UCD: University College Dublin. Gjennom flere gjesteforskeropphold fra Mike Long, har vi etablert god kontakt med dette fagmiljøet. Long skal være ved NTNU som gjesteprofessor høsten DNV: DNV Høvik jobber med mange geotekniske problemstiller rettet mot offshore industrien. I avdeling Subsea & Foundation ønsker DNV å knytte til seg studenter med geoteknikk som spesialfelt, og DNV kan tilby både prosjektoppgaver, sommerjobber og hovedoppgaver. APL: Advanced Production and Loading er et Arendalbasert firma med ca. 160 ansatte. Selskapet er markedsledende innen utvikling, prosjektering og salg av systemer for offshoreproduksjon, og spesialiserer seg innen lagring og produksjon av olje og gass på skip. GeoVita: Geoteknisk konsulentfirma i Oslo. ovita.no NGI: Norges geotekniske institutt ligger i Oslo ved Ullevål og har aktiv iteter innen alle geoteknikk og geologidisipliner. SINTEF: I Trondheim. Norges største forskningsinstitusjon. Vi samarbeider med SINTEF Byggforsk avdeling berg og geoteknikk. o Multiconsult: Et av norges største multidisiplin konsulentfirmaer. Egen geoteknisk avdeling tidligere NOTEBY. Beliggenhet Skøyen. w ww.multiconsult.no Maxit: Internasjonalt konsern som produserer lettklinker. I Norge produserer maxit leca i løsvekt og i blokker og andre k onstruksjonselement. Rambøll: Nordisk konsern som har stor geoteknikkavdeling i Trondheim, tidligere Kummeneje og Scandiaconsult. Reinertsen: Konsern med konsulent og entreprenørtjenester innen byggeteknikk offshore og onshore. SVV: Statens vegvesen. En av våre samarbeidspartnere gjennom mange år. Både ute hos vegkontor og i vegdirektoratet på Brun i Oslo har våre studenter arbeidet med prosjekter og hovedoppgaver. Sweco Norge AS: Sweco er et skandinavisk multidisiplin konsern med Sweco Norge AS som underavdeling. Norconsult: Et av norges største multidisiplin konsulentfirmaer. Egen geoteknisk avdeling. GISSAC: Geosynthetics Innovative Sustainable Solutions for Arctic Climate.