NOVAPOINT ANVÄNDARTRÄFF 2009



Like dokumenter
Novapoint GeoSuite Brukermøte GeoSuite Stabilitet En ny brukers erfaringer. Foredragsholder: Carsten Hauser, NGI (Avd. Landfundamentering)

Workshop for næringslivet 8. januar 2014 Delprosjekt B: 3D Regnemotor Setning og stabilitet

UNIVERSITY OF OSLO DEPARTMENT OF ECONOMICS

MEK2500. Faststoffmekanikk 1. forelesning

UNIVERSITETET I OSLO

FYSMEK1110 Eksamensverksted 23. Mai :15-18:00 Oppgave 1 (maks. 45 minutt)

Trigonometric Substitution

Seismisk analyse og dimensjonering av støttekonstruksjoner og skråningsstabilitet

Det teknisk- naturvitenskapelige fakultet

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Teknisk notat. Innhold. Stabilitetsvurderinger

MEK2500 Faststoffmekanikk Forelesning 1: Generell innledning; statisk bestemte kraftsystemer

Seismisk dimensjonering av grunne fundamenter

Arbeid mot friksjon 2 (lærerveiledning)

Ny ungdomsskole i Børsa, Skaun kommune Uavhengig kvalitetssikring iht. NVE kvikkleireveileder 7/2014

7 Rayleigh-Ritz metode

Brukererfaring med Geosuite Peler nye brukere. Einar John Lande & Ellen K W Lied Avdeling for Landfundamentering, NGI

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Mathematics 114Q Integration Practice Problems SOLUTIONS. = 1 8 (x2 +5x) 8 + C. [u = x 2 +5x] = 1 11 (3 x)11 + C. [u =3 x] = 2 (7x + 9)3/2

Kapasitet av rørknutepunkt

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Graphs similar to strongly regular graphs

Den europeiske byggenæringen blir digital. hva skjer i Europa? Steen Sunesen Oslo,

KROPPEN LEDER STRØM. Sett en finger på hvert av kontaktpunktene på modellen. Da får du et lydsignal.

Exercise 1: Phase Splitter DC Operation

Oppgave. føden)? i tråd med

Hovedpunkter fra pensum Versjon 12/1-11

Slope-Intercept Formula

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Seismisk dimensjonering av prefab. konstruksjoner

Gradient. Masahiro Yamamoto. last update on February 29, 2012 (1) (2) (3) (4) (5)

Splitting the differential Riccati equation

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet Eksamen i emnet Mat131 - Differensiallikningar I Onsdag 25. mai 2016, kl.

Utløsende årsaker og bruddmekanismer for kvikkleireskred Maj Gøril Bæverfjord

Arbeid mot friksjon 1 (lærerveiledning)

KAMPANJE APK : APK-4: Kontroll montering EGT-2

Friksjonskraft - hvilefriksjon og glidefriksjon (lærerveiledning)

Følgende systemer er aktuelle: Innspente søyler, rammesystemer, skivesystemer og kombinasjonssystemer. Se mer om dette i bind A, punkt 3.2.

Bruk av Geosuite i et utfordrende byggeprosjekt - Nydalsveien 16-26

Statens vegvesen & Geosuite Toolbox

GeoSuite brukermøte, NGI 13. oktober 2011 Geosuite Peler Pelegruppeberegninger for bruer.

Geoteknikk. E6 Adkomst til gnr. 40, bnr. 168 over gnr. 40, bnr. 144 Ballangen sentrum Vurderingsrapport. Ressursavdelingen GEOT-01

8 Kontinuumsmekanikk og elastisitetsteori

GEOTEKNISK VURDERING AV STABILITET VED NYTT GÅRDSTUN KVÅL

Andrew Gendreau, Olga Rosenbaum, Anthony Taylor, Kenneth Wong, Karl Dusen

Beregning av konstruksjon med G-PROG Ramme

Unit Relational Algebra 1 1. Relational Algebra 1. Unit 3.3

NOTAT RIG-001 SAMMENDRAG. 001_rev00. Cicilie Kåsbøll. Rambøll v/nina Marielle Johansen

Ny jordmodell for skandinaviske leirer

Når GeoFuture målene om 3D dimensjonering/presentasjon i 2019?

HAFTOR JONSSONSGATE 36 INNHOLD. 1 Innledning 2. 2 Geoteknisk grunnlag 2. 3 Topografi og grunnforhold Topografi 3 3.

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

Internasjonale aktiviteter innenfor funksjonskontroll med bidrag fra PFK

SVM and Complementary Slackness

Deres ref.: Vår ref.: Dato: Einar Ballestad-Mender Mingbo Yang

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

MA2501 Numerical methods

Bruk av CFD innen marin hydrodynamikk

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Vedlegg 1 Godkjenning fra NSD

Implementering av korreksjonsfaktorer for temperatur og trykkeffekter i ultralyd gassmålere Løypemelding fra OD-prosjekt

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Løsningsførslag i Matematikk 4D, 4N, 4M

The Norwegian Citizen Panel, Accepted Proposals

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

Human Factors relevant ved subsea operasjoner?

Hvordan kvalitetssikre åpne tidsskrift?

Beregning av konstruksjon med G-PROG Ramme

Stationary Phase Monte Carlo Methods

Accuracy of Alternative Baseline Methods

DETALJREGULERINGSPLAN RV. 111 RUNDKJØRING RÅDHUSVEIEN

Passasjerer med psykiske lidelser Hvem kan fly? Grunnprinsipper ved behandling av flyfobi

3 konkrete aksjeråd. AksjeNorge. 16 November Please refer to important disclosures on the last 6 pages of this document

UNIVERSITETET I OSLO ØKONOMISK INSTITUTT

UNIVERSITETET I OSLO

Stabilitetsvurdering Frogner kirkegård Frogner i Sørum, Akershus

Statens vegvesen. Stabilitetsvurdering av deponi på Stormyra etter grunnbrudd

TMA4240 Statistikk 2014

DEL 1. Uten hjelpemidler. Oppgave 1 (3 poeng) Oppgave 2 (5 poeng) Oppgave 3 (4 poeng) S( x) 1 e e e. Deriver funksjonene. Bestem integralene

Ma Linær Algebra og Geometri Øving 1

melting ECMI Modelling week 2008 Modelling and simulation of ice/snow melting Sabrina Wandl - University of Linz Tuomo Mäki-Marttunen - Tampere UT

Eksamensoppgave i PSY3100 Forskningsmetode - Kvantitativ

HØGSKOLEN I GJØVIK. Mekanikk Emnekode:BYG1041/1061/1061B Skoleåret 2004/2005. Oppg. 1 for BYG1061B. Oppg. 1 for BYG1061 / Oppg.

Prosjektering MEMO 551 EN KORT INNFØRING

Teksten i art. 1. Ole Kr. Fauchald

Cylindrical roller bearings

Dynamic Programming Longest Common Subsequence. Class 27

Utstyr for avstandsmåling. Dommersamling 14. mars 2015 Stein Jodal

5 E Lesson: Solving Monohybrid Punnett Squares with Coding

Holdning til psykisk helsevern og tvangsbehandling. Landsomfattende undersøkelse 2009 og 2011, 2000 respondenter

Eksamen i TFY4230 STATISTISK FYSIKK Onsdag 21. desember, :00 19:00

Independent audit av kvalitetssystemet, teknisk seminar november 2014

Rambøll har fått i oppdrag å utføre geotekniske grunnundersøkelser og vurderinger for det nye hotellbygget.

Hvor finner vi flått på vårbeiter? - og betydning av gjengroing for flåttangrep på lam på vårbeite

Emneevaluering GEOV272 V17

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET Side 1 av 5 INSTITUTT FOR ENERGI- OG PROSESSTEKNIKK

Bestille trykk av doktoravhandling Ordering printing of PhD Thesis

Utbredelse av skred i sensitive leirer. Vikas Thakur Statens vegvesen, Vegdirektoratet

Transkript:

GeoSuite Stability Ørjan Nerland Norges Geotekniske Institutt

Fredag 13. mars 2009, Namsos Underrubrik, text Nivå 1 Nivå 2 Nivå 3

Fredag 13. mars 2009, Namsos

Fredag 13. mars 2009, Namsos

Fredag 13. mars 2009, Namsos

Fredag 13. mars 2009, Namsos

Agenda Jämviktsmetoden - Lamellmetoder Kjente og ukjente parametere Likevektsligninger og bruddkriterie Forskjeller og nøyaktighet mellom metodene Hvilke lamellmetoder bør brukes/ikke brukes?

Tilgjengelige beregningsmetoder Jämviktsmetod Limit Equilibrium Method (LEM) Endelig elementmetode (FEM) Enkel jämviktsmetod ( direkte metode, DM) Karakteristikkmetoden (KM) Diskret elementmetode (DEM)

Hvorfor LEM og ikke FEM? Ta bakgrunn i eksisterende programvare som var tilgjengelig. GeoStab, GPS-PC, Stabil og PostoGraf (Beast) er alle programmer som benytter LEM Lage programvare for daglige geotekniske beregningsoppgaver hvor kjente geotekniske parametere inngår (ã, u, tan ö, a, s u ) GS Stability er ment benyttet til daglige/klassiske geotekniske stabilitetsberegninger, mens FEM kanskje kan benyttes for mer spesielle problemer (interaksjonsproblemer)

Hvorfor LEM og ikke FEM? FEM har en høyere inngangsterskel og krever mer kunnskap om jordmodeller Det forventes liten utvikling i LEM i tiden fremover ( ikke mer å hente ) i motsetning til jordmodeller i FEM, mao forventer mindre vedlikeholdsutgifter

Generelt om LEM Glideflate (sirkulær, plan eller kompositt) som går gjennom en jordmasse Avgrenser et areal som kan komme i bevegelse Deler arealet opp i lameller (slices) Beregner krefter (drivende krefter kontra stabiliserende) på lamellene

Generelt om LEM Kraft- og momentlikevektsligninger i kombinasjon med et bruddkriterie (ligning med en sikkerhetsfaktor) Ligningene for beregning av sikkerhetsfaktor er ikke-lineære og de løses ved hjelp av iterasjonsprosesser Alle de mest brukte lamellmetodene (method of slices) kan sies å være spesialtilfeller av General Limit Equilibrium Method Solutions

Krefter på lamellene X Z 1 1 1 2 2 2 WZ WZ U1 WM WX E1 WM WX T2 5 U2 5 H1 T1 5 SS E2 4 U3 3 4 3 4 S N 3 HS H2 H3

Krefter og geometriske parametere E 1, E 2 og N - effektive normalkrefter T 1, T 2 og S - skjærkrefter W X, W Z og W M - kjente krefter som virker i senter av lamellen. Inkludert egenvekt, gitt eksterne laster og poretrykk SS side skjærkrefter (3D) H 1, H 2 og H 3 avstand til normalkrefter H S avstand til side skjærkrefter â helning på glideflate H1 E1 1 T1 WM 5 WZ SS WX 2 T2 E2 4 S HS H2 N 3 H3

Kjente og ukjente parametere Kjente Ukjente Krefter E 1, T 1, SS, W X, W Z, W M E 2, T 2, N, S Geometri H 1, H S, â H 2, H 3 1 2 WZ E1 WM WX T2 H1 T1 5 SS E2 4 S HS H2 N 3 H3

F x =0, som gir F z =0, som gir M 3 =0, som gir Likevektsligninger 0 cos ) ( sin 2 1 SS S N E W E X 0 sin ) ( cos 2 1 SS S N T W T Z 0 ) ( ) ( )) ( ( ) ( 3 2 2 5 3 5 3 4 3 1 1 1 2 1 H N H E H SS Z Z W X X W W Z Z H E X X T S X Z M

Ligninger fra bruddkriterie Skjærstyrke er fullt mobilisert langs glideflaten og Mohr-Coulomb bruddkriteriet gir S ( C3 L34 N tan) SF Tilsvarende likning for ukjent skjærkraft T 2 T 2 R hvor R er lik ( C2 L23 E2 SF ukjent tan) ruhet mellom 1,0 og 1,0

To skjærkraft- og tre likevektsligninger F x =0, som gir N tan cos SS cos C3 L34 cos (sin ) E2 E1 WX SF SF SF F z =0, som gir tan sin R E2 tan N (cos ) SF SF SS sin C3 L34 sin T1 WZ SF SF M 3 =0, som gir R C 2 SF L 23 N T 1 H 3 X E 2 X H 2 ) E ( H Z Z ) W W ( X X ) W ( Z Z ( 2 1 1 1 3 4 M Z 3 5 X 3 5 ) SS H SF S

Antagelser 5 ukjente og 3 likninger = 2 antagelser Det antas at det er lettere å gjette på geometri konstantene H 2 og H 3 og den interne ruheten R enn på kreftene N og E 2. Får da tre muligheter: A: Anta H 2 og H 3, beregn R, N og E 2 B: Anta H 3 og R, beregn H 2, N og E 2 C: Anta H 2 og R, beregn H 3, N og E 2 1 2 Ukjente E1 WM WZ WX T2 Krefter E 2, N, R H1 T1 5 SS E2 Geometri H 2, H 3 4 S HS H2 N 3 H3

Øvrige antagelser Jorda oppfører seg som et Mohr-Coulomb materiale Sikkerhetsfaktoren (SF) er den samme for alle lameller, altså konstant langs hele glideflaten

Hvilken lamellemetode skal man velge?

Lamellemetoder Fellenius (1936) Bishop`s Simplified (1955) Janbu`s Simplified (1956) Lowe-Karafiath (1960) Corps of Engineers/Force Equilibrium/Modified Swedish method (1967) Morgenstern-Price (1965) Spencer (1967) Fredlund-Wilson-Fan (1986) Clausen/Beast (2003)

Fellenius (Ordinary Method) (1936) Neglisjerer skjærkrefter (T) og normalkrefter (E) som virker mellom lamellene Tilfredsstiller ikke alle likevektslikninger Sikkerhetsfaktor fra momentlikevektsligningen Bør bare benyttes til overslagsberegninger 1 2 1 2 WZ WZ H1 E1 T1 WM 5 SS WX T2 E2 WM 5 SS WX 4 S HS H 2 4 S HS N 3 N 3 H3 H3

Bishop`s Simplified (1955) Neglisjerer skjærkrefter (T) som virker mellom lamellene Tilfredsstiller ikke alle likevektsligninger Sikkerhetsfaktor fra momentlikevektsligningen 1 2 1 2 WZ WZ E1 WM WX T2 E1 WM WX H1 T1 5 SS E2 H1 5 SS E2 4 S HS H 2 4 S H S H2 N 3 N 3 H3 H3

Bishop`s Simplified (1955) Whitman og Bailey (1967) og Fredlund og Krahn (1977) har vist at sikkerhetsfaktoren vanligvis ligger innenfor en margin på ±5% i forhold til de komplette jämviktsmetodene som tilfredsstiller full statisk likevekt Mye benyttet og akseptert metode for å beregne sikkerhetsfaktor for sirkulære glideflater, mer avanserte metoder anbefales dog å bruke i endelig design

Janbus`s Simplified (1956) Som Bishop`s Simplified bare at metoden beregner sikkerhetsfaktoren ut fra kraftlikevektsligningen isteden for momentlikevektsligningen Tilfredsstiller ikke alle likevektsligninger Janbu`s Simplified med empirisk korreksjonsfaktor (f 0 ) som tar hensyn til virkningen av de vertikale skjærkrefter mellom lamellene

Lowe-Karafiath (1960) Tar hensyn til både skjærkrefter (T) og normalkrefter (E) mellom lamellene, men antar at retningen på kreftene som virker mellom lamellene er lik gjennomsnittet av helningen på terrengoverflaten og glideflaten Sikkerhetsfaktoren beregnes ut fra kraftlikevektsligning Tilfredsstiller ikke alle likevektsligninger Duncan and Wright (1980) viste at metoden var innenfor ±10% i forhold til de fullstendige jämviktsmetodene

Corps of Engineers/Force Equilibrium/ Modified Swedish Method (1967) Tar hensyn til både skjærkrefter (T) og normalkrefter (E) mellom lamellene, men antar at retningen på kreftene som virker mellom lamellene er lik helningen på terrengoverflaten Tilfredsstiller ikke alle likevektsligninger Sikkerhetsfaktoren beregnes ut fra kraftlikevektsligningene

Morgenstern-Price (1965) Skjærkrefter (T) mellom lamellene er beregnet som en andel av normalkrefter (E) mellom lamellene basert på en funksjon T E f (x) Tilfredsstiller alle likevektslikningene

Eksempel på formfunksjoner T E f (x)

Spencer, Fredlund-Wilson-Fan og Clausen/Beast Varianter av Morgenstern-Price med hver sine formfunksjon

Hva benytter GeoSuite Stability? Bishop`s simplified Force equilibrium Clausen/Beast 1988-2002 Bishop`s modified Clausen/Beast 2003

Noen viktige momenter Alle lamellmetodene har flere ukjente enn likninger og krever antagelser for å løses I de tilfeller hvor man har en lamellmetode som tilfredsstiller alle likevektslikningene, så har man funnet ut at antagelsene som gjøres ikke har noen signifikant effekt på den sikkerhetsfaktoren man får Lamellmetoder som ikke tilfredsstiller alle likevektslikninger kan sies å være mindre nøyaktige

Duncan and Wright (1980) Method of slope stability analysis which satisfy all conditions of equilibrium give accurate results for all practical conditions.

Chen and Morgenstern (1983) Variations in the factor of safety between several methods in common use are of little practical significant.

Duncan (1996) Nøyaktigheten for metoder som tilfredsstiller alle likevektslikningene ligger på ±6% Anses som godt nok etter som topografi, poretrykk, densitet og skjærstyrke sjelden eller aldri er definert med en nøyaktighet innenfor ±6%

Duncan (1996) Because slope stability analyses are performed to calculate factors of safety, and not internal stresses, it does not matter in the end whether the internal stress distribution is reasonable or not, provided the analysis is done using a method that satisfies all conditions of equilibrium. If the internal distribution implicit in the analysis is unreasonable, the engineer can rely on the fact that there is another solution, with a reasonable internal stress distribution, that would give essentially the same factor of safety.

Numeriske problemer Alle jämviktsmetodene som ser på sidekrefter mellom lameller opplever numeriske problemer i noen tilfeller. Når numeriske problemer oppstår, så får man ikke løsningen til å konvergere eller sikkerhetsfaktoren blir urimelig. Numeriske problemer er ofte relatert til: Glideflater med urimelig geometri Jordlag med høy kohesjon i toppen av skråningen og strekk oppstår i den øvre delen av glideflaten legge inn en sprekk i toppen Jordlag med høy friksjon i bunnen av skråningen og nesten vertikal utgangsvinkel slakere utgangsvinkel

Sammenstilling av beregninger Sikkerhetsfaktor 2.2 2.1 2.0 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 Force Equilibrium Bishops Simplified Bishop Modified Beast 2003

Prosentvis avvik fra Beast 2003 5.0 4.5 4.7 4.0 Avvik fra Beast 2003 (%) 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 1.6 0.7 Force Equilibrium Bishop Simplified Bishop Modified 0.5 0.0

Prosentvis avvik fra Beast 2003 25 20 19.1 19.1 Avvik fra Beast 2003 (%) 15 10 5 0-5 -10-15 -11.9-8.9-7.4-6.2-5.4-3.4 Force Equilibrium 1 Force Equilibrium 2 Force Equilibrium 3 Bishops Simplified 1 Bishops Simplified 2 Bishops Simplified 3 Bishops Modified 1 Bishops Modified 2 Bishops Modified 3-20 -25-19.7

Høyere SF enn Beast 2003 100 90 Høyere SF enn Beast 2003 (%) 80 70 60 50 40 30 20 54 33 Force Equilibrium Bishop Simplified Bishop Modified 10 0 0

Fredlund og Krahn (1977) 2.5 2.0 Sikkerhetsfaktor 1.5 1.0 Fellenius Rigorous Janbu Simplified Bishop Spencer Morgenstern-Price 0.5 0.0 1 2 3 4 5 6

Zhu, Lee og Jiang (2003) 1.45 1.40 1.377 Sikkerhetsfaktor 1.35 1.30 1.25 1.20 1.15 1.278 1.112 1.290 1.293 1.303 1.318 Simplified Bishop Simplified Janbu Corps of Engineers Lowe & Karafiath Spencer Morgenstern & Price Rigorous Janbu 1.10 1.05 1.00 1

Hvilke metoder skal man velge? Fellenius (1936) Bishop`s Simplified (1955) Janbu`s Simplified (1956) Lowe-Karafiath (1960) Corps of Engineers/Force Equilibrium/Modified Swedish method (1967) Morgenstern-Price (1965) Spencer (1967) Fredlund-Wilson-Fan (1986) Bishop`s Modified Clausen/Beast (2003)

Hvilken lamellemetode skal man velge? BEAST 2003