Numerisk Analyse av Jordnalger i PLAXIS 2D

Det er stor enighet i forskningsmiljøer om prinsippene bak jordnagling og at jordnagling er en effektiv metode for skråningsstabilisering. Fasene i forkant av selve byggingen av støttekonstruksjonen: beregningsprinsipper, metode for stabilitetsanalyse og parametervalg fremstår det derimot ikke som fagfeltet har en enighet om. Tradisjonelt sett har skråningsstabiliteten blitt vurdert ved å anvende prinsippet om grenselikevekt(LEM), men i nyere tid har det blitt mer og mer vanlig å benytte elementmetode-programmer(FEM) til dette. Forskningen innen fagfeltet har derfor i nyere tid i stor grad vært rettet mot stabilitetsanalyse ved anvendelse av FEM-metode og da særlig FEM-maskinprogramvare. Men det finnes få klare og tydelige anbefalinger og fremgangsmåter for hvordan man modellerer jordnagler i PLAXIS 2D. Det er utført et litteraturstudium for å undersøke hva litteraturen sier om jordnagling og hvilke metoder forskningen andvender i modellering av jordnagler. Resultater fra litteratuen viser at det finnes tre metoder for å modellere oppførselen, egenskapene og prinsippene bak kraftoverføringen som skjer når en jordnagle brukes i skråningsstabilisering. Den best egnede modelleringsmetoden er å bruke \say{embedded beam - element } i PLAXIS 2D. Embedded beam elementet er programmert slik at det både har en kontaktflate som simuler kraftoverføringen mellom jord og nagle og en materialoppførsel som simulerer kapasiteten i armeringsstålet. Resultater fra litteraturstudiet ble anvendt i numerisk analyse ved bruk av PLAXIS 2D for å undersøke effekten av jordnagling som stabiliseringsmetode i to prosjektcaser. Resultater fra beregningene viser at når jordnagler er ankret til berg er metoden som bruker node-to-node ankere godt egnet. Men litteraturen viser at bruk av node-to-node ankere alene for å modellere jordnagler gir en urealistisk kapasitet til naglene. Bruk av metoden med geogrid og interface-element rundt geogridet er en lite egnet metode. Den reduserte styrken i kontaktflaten, som kommer av at man overfører en 3D overflate til et 2D plant element gjør at naglene modellert med denne metoden heller virker destabiliserene enn stabiliserende på skråningen. Metoden med å anvende embedded beam element for å modellere jordnaglen er i følge litteraturen den beste egnede. Resultater fra beregningen viser at det kreves lang forankringslengde for at modellen skal klare å oppnå tilstrekkelig sikkerhet. Det kan konkluderes basert på resultatene fra analysene og litteraturen at de gitte geometriske parameterne for prosjektcase 2 ikke er helt optimalt med tanke på skråningsstabiliteten. Resultater fra beregningen for prosjektcase 1 i PLAXIS 2D gir verdier som ser ut til å stemme med tidligere utførte studier og feltmålinger