Konstruktionsexempel - Stabilitet



leca_lättklinker_stabilitet

Exempel 1: Vägbank över lös lera – horisontell terräng

En vägbank ska byggas över en lös lera och följande 2 lösningar måste övervägas:

  1. Bank med grus som fyllningsmaterial
  2. Bank med Leca Lättklinker som fyllningsmaterial och grus som basskikt

 

Tabell 1: Materialparametrar

  Tunghet över GVN
γ
[kN/m3]
Tunghet under GVN
γ’
[kN/m3]
Odrän. skjuvhållfasthet
Su
[kPa]
Ökad skjuvhållfasthet per djup
ΔSu
[kPa/m]
Friktionsvinkel

φ

Kohesion
c
[kPa]
Friktionsjord 20 10 - - 38 0
Lös lera 19 9 15 1 - -
Fast lera 19 9 50 5 - -
Leca Lättklinker
8/20 mm
4 0 - - 39 0

Beräkningarna utförs med analysprogrammet Slide. Programmet beräknar den mest kritiska brottytan för konstruktionen, dvs. det ger den lägsta säkerhetsfaktorn. För detta exempel krävs säkerhetsfaktorn F ³ 1,5.


Lösning 1: Bank med friktionsjord

Figur 15 visar jordprofilen för banken och markförhållandena. Banken är 4 meter hög och är 10 m bred på toppen. Släntens lutning är 1:3, vilket ger en total bredd hos banken på 34 m.

Underliggande struktur består av ett 4 m tjockt löst lerskikt över ett 6 m tjockt fast lerskikt. Grundvattennivån ligger i terrängnivå. Den belastning som applicerats ovanpå banken är en tilläggsbelastning. Materialparametrarna visas i tabellen

Leca stabilitet konstruktion, figur 15
Figur 15: Jordprofil för vägbank med friktionsjord.

Figur 16 visar resultatet med Slide och indikerar brottytan ned till det styva lerskiktet. Det är normalt att ett brott sträcker sig ned till ett fastare skikt. Resultatet ger säkerhetsfaktorn F = 1,22 och uppfyller därmed inte kravet på F = 1,5.

Leca stabilitet konstruktion, figur 16
Figur 16: Brottyta och säkerhetsfaktor för bank med friktionsjord

Lösning 2: Bank med Leca® Lättklinker som fyllningsmaterial

Genom att minska skjuvningsspänningarna i leran kan säkerhetsfaktorn ökas. Detta kan ske genom att skifta ut delar av friktionsmaterialet mot Leca Lättklinker 8/20 mm i banken.

Figur 17 visar en möjlig lösning med Leca® Lättklinker som fyllningsmaterial med obunden överbyggnad. Bankens yttermått är de samma som för Lösning 1. Den belastning som applicerats ovanpå banken är en tilläggsbelastning.

Leca stabilitet konstruktion, figur 17
Figur 17: Jordprofil för vägbank med Leca Lättklinker.

Figur 18 visar resultaten från Slide och indikerar en liknande brottyta som lösning 1. Men säkerhetsfaktorn har ökat betydligt; F = 2,05. Den är mycket bra och uppfyller kraven.

figur18.jpg
Figur 18


Exempel 2: Vägbank över lös lera – sluttande terräng

En vägbank skall byggas över en lös lera i sluttande terräng och följande 2 lösningar måste övervägas:

  1. Bank med grus som fyllningsmaterial
  2. Bank med Leca Lättklinker som fyllningsmaterial och grus som basskikt

Tabell 2: Materialparameter

  Enhetsvikt över GVN
γ
[kN/m3]
Enhetsvikt under GVN
γ’
[kN/m3]
Odrän. skjuvhållfasthet
Su
[kPa]
Ökad skjuvhållfasthet per djup
ΔSu
[kPa/m]
Friktionsvinkel

φ

Kohesion
c
[kPa]
Grus 20 10 - - 38 0
Lös lera 19 9 15 3 - -
Fast lera 19 9 50 5 - -
Leca® Lättklinker
8-20 mm
4 0 - - 39 0

Beräkningar utförs även i detta fall med Slide. För detta exempel krävs säkerhetsfaktorn F3 1,5.


Lösning 1: Bank med grus som fyllningsmaterial

Figur 19 visar jordprofilen för banken och markförhållandena. Banken är 4,5 meter hög och är 9 m bred på toppen. Terrängens lutning är 1:6 och bankens lutning är 1:1,5.

figur19.jpg
Figur 19

Underlaget består av ett cirka 4 m tjockt lager av lös lera på ett underlag av fast lera. Banken befinner sig vid en sjö, vilket ger en grundvattennivå enligt figuren. Den belastning som applicerats ovanpå banken är en tilläggsbelastning. Materialparametrarna visas i tabell 2.

Figur 20 visar resultat med Slide och ger säkerhetsfaktorn F = 1,15. Denna uppfyller inte kraven och är dessutom mycket nära felgränsen.

figur20.jpg
Figur 20


Lösning 2: Bank med Leca® Lättklinker som fyllningsmaterial

Liksom i exempel 1 ger en reduktion av skjuvningsspänningarna en ökning av säkerhetsfaktorn. Delar av banken ersätts därför med Leca Lättklinker 8/20 mm, vilket minskar totalvikten.

Den belastning som applicerats ovanpå banken är en tilläggsbelastning. En möjlig lösning visas i figur 21 nedan.

figur21.jpg
Figur 21

Figur 22 nedan visar resultat med Slide och ger säkerhetsfaktorn F = 1,56. Resultaten visar en betydande ökning av säkerhetsfaktorn och kraven uppfylls bra.

figur22.jpg
Figur 22

 

Kontakta oss om Leca Lättklinker

Få offert på lättfyllnad eller specialisthjälp från våra experter på infrastruktur och anläggning.

 

Här kan du läsa hela vår policy.