Stokastisk sättningsmodel inkuderande krypeffekter : Simulering av grundvatteninducerade sättningar

When underground openings are constructed, groundwater inflow can occur, which might lead to ground settlements, namely in clay. In these types of construction projects, it is beneficial to be able to quantify risks related to these settlements. A framework developed by Sundell et al. (2019, Risk Analysis, Vol. 39, 105-124) deals with this, in which one part is a statistical settlement model. However, since their model only considers primary compression, a model that accounts for secondary compression (or creep) is necessary to better represent real conditions.In this thesis, an adaptation of Sundell’s et al. (2019) model that includes creep settlement was developed and applied on a focus area of the tunnel project Stockholm Bypass. First, distributions of parameters were created based on data from the project and complementary data from literature. Thereafter, a stochastic model based on an existing creep model was coupled with the Monte Carlo method.A cell where 8 m groundwater drawdown had previously been measured was simulated with the stochastic model. Results from this show wide settlement distribution. Moreover, a scenario with a sudden groundwater drawdown of 6 m was simulated over the entire focus area. Results from the scenario show larger settlements over a larger influence area when creep effects were included compared with simulations without creep effects.The proposed model was also verified against two other creep settlement models. The verification indicates an overestimation in initial settlements, but an underestimation of the excess pore pressure. The proposed model long-term settlement results were within 0.1 m of the compared models. A sensitivity analysis shows that different size of distributions of the permeable parameters and the creep parameters used in the model had low impact on settlement distribution in the presented model.Undermarksanläggningar kan orsaka grundvattendränering, vilket kan leda till marksättningar. I dessa projekt är det fördelaktigt att kunna kvantifiera riskerna för dessa marksättningar. Ett ramverk utvecklat av Sundell et al. (2019, Risk Analysis, Vol. 39, 105-124) behandlar detta, och inbegriper bland annat en statistisk sättningsmodell. Eftersom modellen endast beaktar primärkonsolidering av jorden, är en modell som även behandlar sekundärkonsolidering (krypning) nödvändig för att bättre representera verkliga förhållanden.I denna uppsats utvecklades och tillämpades en anpassning av Sundells et al. (2019) modell till att inkludera krypsättningar på ett fokusområde i tunnelprojektet Förbifart Stockholm. Först skapades fördelningar av parametrar baserade på data från projektet samt kompletterande data från litteratur. Därefter byggdes en stokastisk modell baserat på en existerande krypmodell kopplat med Monte Carlo-metoden.Med den stokastiska modellen simulerades en punkt där 8 m grundvattensänkning hade skett. Resultatet från denna simulering visar att den beräknade sättningen är varierande. Därutöver simulerades hela fokusområdet för ett scenario med en konstant grundvattensänkning på 6 meter. Resultatet visar större sättningar över ett större påverkansområde när krypeffekter inkluderas jämfört med när de inte gjorde det.Den föreslagna modellen verifierades också mot två andra krypsättningsmodeller. Verifieringen antyder på en överskattning i de initiala sättningarna, men en underskattning av porövertrycket. Den föreslagna modellens långsiktiga sättningar låg inom 0,1 m jämfört med de andra modellernas sättningar. Genom en sensitivitetsanalys erhölls att storleken på variationskoefficienten hos permeabilitetsparametrar samt krypparametrar använda i modellen inte hade någon större påverkan på fördelningen av sättningar i den presenterade modellen