Jämförelse av olika metoder för dimensionering av spont

Abstract (Swedish)

Examensarbetet jämför tre olika metoder för dimensionering av en spont. Syftet med arbetet är att utreda hur de valda beräkningsmetoderna inverkar på dimensionerande snittmoment och dimensionerande förankringskrafter samt att undersöka hur resultaten från de olika beräkningsmetoderna varierar vid ändring av ingående parametrar.

De tre beräkningsmetoder som jämförs är den analytiska metoden från Sponthandboken 2018, analytiska beräkningar enligt Brinch Hansens jordtrycksteori samt beräkningar enligt finita elementmetoden.

Teorin bakom Sponthandbokens analytiska metod, enligt Brinch Hansens jordtrycksteori samt med finita elementmetoden beskrivs. Därefter ställs modeller upp för ett verkligt utfört projekt där dess sektion analyseras och sedan utförs beräkningar i brottgränstillstånd enligt de valda beräkningsmetoderna på referensprojektet. Efter det görs en parameterstudie genom att ändra friktionsvinkeln och den odränerade skjuvhållfastheten. Till sist jämförs resultaten från de olika beräkningsmetoderna. Vid genomförandet av de analytiska beräkningarna används programvarorna ”Spontprogrammet”, respektive ”WinSpooks”. Vid genomförande av beräkningar enligt finita elementmetoden används programvaran Plaxis.

Resultaten visar att förankringskrafterna från de analytiska beräkningsmetoderna förhåller sig relativt bra till de jämförande beräkningarna gjorda i Plaxis. Snittmomenten blir överlägset störst vid beräkningar med Spontprogrammet och avviker även mest från de jämförande beräkningarna utförda i Plaxis. Snittmomenten från WinSpooks blir betydligt mindre och avviker endast lite från de jämförande beräkningarna gjorda i Plaxis.

Parameterstudien visar att vid ändring av de ingående parametrarna friktionsvinkeln och den odränerade skjuvhållfastheten förhåller sig resultaten från de analytiska beräkningarna relativt bra till de jämförande beräkningarna i Plaxis.

Indatan i de olika beräkningssätten skiljer sig till stor del, där Spontprogrammet är den programvara som kräver minst indata och där Plaxis kräver mest indata. Det går därför att göra betydligt mer avancerade modeller i Plaxis som kan efterlikna uppmätta värden bättre och på så sätt också få resultat närmst uppmätta värden. WinSpooks tar hänsyn till betydligt fler parametrar än Spontprogrammet, exempelvis deformation och rörelse av sponten. Detta genererar en jordtrycksfördelning som är mer lik uppmätta värden och anses därför vara ett bättre alternativ än Spontprogrammet.

Avslutningsvis anses Plaxis vara det klart bästa beräkningsporgrammet vid dimensionering av en stödkonstruktion, medan WinSpooks och Spontprogrammet kan vara bra att använda som komplement vid överslagsberäkning eller vid dimensionering av enklare stödkonstruktioner.

Abstract

This master thesis compares three different methods for dimensioning a sheet pile wall. The purpose is to investigate how the chosen calculation methods affect dimensioning moments and anchoring forces in a sheet pile wall and to investigate how the results from the different calculation methods vary when changing the input parameters.

The three calculation methods that are compared are the analytical method from Sponthandboken 2018, analytical calculations according to Brinch Hansen's earth pressure theory and computations using the Finite element method.

The theory behind Sponthandboken's analytical method, Brinch Hansen's earth pressure theory and the Finite element method is described. Then models are set up for a reference project and calculations are performed in the ultimate limit state according to the selected calculation methods. Moreover, a parameter study is performed by changing the friction angle and the undrained shear strength. Finally, the results obtained using the different calculation methods are compared. When performing the analytical calculations, the computer programs "Spontprogrammet" and "WinSpooks" are used. When performing calculations according to the Finite element method, the computer program "Plaxis" is used.

The results show that the anchoring forces from the analytical calculation methods relate relatively well to the comparative calculations made in Plaxis. The by far largest dimensioning moment comes form "Spontprogrammet" and differs most from the comparative calculations made in Plaxis. The dimensioning moments from "WinSpooks" are significantly less and relate better to the comparative calculations made in Plaxis.

The parameter study shows that when changing the friction angle and the undrained shear strength, the results from the analytical calculations relate relatively well to the comparative calculations in Plaxis.

The input data in the calculation methods differ greatly, Spontprogrammet is the calculation program that requires least input data and Plaxis requires most input data. It is, therefore, possible to make significantly more advanced models in Plaxis and therefore get results closer to measured values. WinSpooks takes more parameters into account then Spontprogrammet, for example deformation and movement of the wall. This generates an earth pressure distribution more similar to reality and is therefore considered a better alternative than Spontprogrammet.

In conclusion, Plaxis is considered to be the best calculation program when dimensioning a retaining wall, while WinSpooks and Spontprogrammet can be used as a complement to compare calculations or dimensioning simpler retaining walls.

• author: Bernebring, Martin
• supervisor: Erika Tudisco; Ola Dahlblom
• organization: Geotechnical Engineering; Department of Construction Sciences
• course: VGTM01 20202
• year: 2021
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Jämförelse, Spont Plaxis, Spontprogrammet, WinSpooks
• publication/series: TVGT-5000
• report number: TVGT-5070
• ISSN: 0349-4977
• language: Swedish
• id: 9042710
• date added to LUP: 2021-04-07 11:57:02
• date last changed: 2021-04-07 11:57:02