Plastring av fyllingsdammer - forskyving i plastring og anvendelse av Smartstone sensorer

• Main Author: Jakobsen, Jens
• Other Authors: Aberle, Jochen, Hiller, Priska Helene
• Format: Master Thesis
• Language: Norwegian Bokmål
• Published: NTNU 2015
• Subjects: Bygg- og miljøteknikk; Vassdragsteknikk; Renne; Overgangen; Krona; Renna; Rauset; renna; renne
• Online Access: http://hdl.handle.net/11250/2350554

I denne oppgaven er det gjennomført modellforsøk på nedstrøms skråningsvern på fyllingsdammer. Nedstrøms skråningsvern blir i dag utført som plastring, det vil si at en og en stein plasseres på en slik måte at de ligger stabilt og med innbyrdes god kontakt, for å øke stabiliteten. Tidligere ble nedstrøms skråningsvern utført som rauset steinsikring, det vil si at steinene ble dumpet på plass og stabiliserte seg ved hjelp av tyngdekraften. Hovedformålet har vært å undersøke forskyvningene som oppstår i plastret steinsikring under hydraulisk belastning, og hva slags påvirkning dette har for stabiliteten til plastringen. Til å måle forskyvningene var det i utgangspunktet planlagt å anvende Smartstones, en nyutviklet innretning som kan måle bevegelsen til plastring ved å plassere en sensor inne i plastringssteinen. Smartstones ble testet ut og brukt under samtlige forsøk, men det viste seg at den trenger enkelte modifikasjoner for å kunne fungere optimalt. Heldigvis ble bevegelsene også registrert med en enklere og mer tradisjonell målemetode og resultatene for forskyvning har basert seg på denne metoden. Forsøkene ble gjennomført i en renne som var 25 meter lang, 1 meter bred og 2 meter høy. I renna var det plassert en modell laget av stål, som skulle gjenspeile nedstrøms side og krona til en fyllingsdam. På denne modellen ble skråningsvernet bygget opp. Modellen hadde skråningshelning (S) på 1:1,5 og var vanntett slik at alt vannet rant over skråningsvernet og ikke igjennom. Plastringssteinene som ble brukt hadde en median steinstørrelse (D50) på 57 mm og et korngraderingstall (Cu) på 1,16. Det ble totalt gjennomført 6 modellforsøk, der fire av disse ble gjennomført med plastret steinsikring lagt i forband. Ett forsøk ble gjennomført med rauset steinsikring og ett forsøk ble gjennomført som plastret steinsikring uten forband. Resultatene viste at bruddvannføringen til de fire forsøkene som ble utført som plastret steinsikring lå 10 20 ganger høyere enn bruddvannføringen til det ene forsøket som ble utført som rauset steinsikring. For de forsøkene som var utført som plastring lagt i forband åpnet nærmest plastringen seg opp i overgangen mellom skråningsvernet og kronevernet (knekningspunktet) ved hydraulisk belastning, og dette førte til at skråningsvernet og kronevernet ble to separate deler. Dette var fordi forskyvningene i skråningsvernet var større enn forskyvningene i kronevernet. Denne åpningen i plastringen viste seg å være kritisk med tanke på brudd, da bruddet alltid startet i knekningspunktet. 3 av de 4 forsøkene som var utført som plastret steinsikring lagt i forband, gikk til globalt brudd når plastringssteinene øverst i skråningsvernet hadde forskjøvet seg ca. 6 prosent, relativt til lengden av hele skråningsvernet, noe som indikerer at dette er en kritisk grense. Forskyvningene forsøkene hadde når de gikk til brudd var uavhengig bruddvannføringen.