Dokumentation af partialkoefficient på 1,8 på cu

 

DOKUMENTATION AF PARTIALKOEFFICIENT PÅ 1,8 PÅ CU

Karakteristisk parameter

Med indførelse af DS415:1998 blev der introduceret en ny definition af, hvordan man udleder en karakteristisk parameter. Før 1998 skulle den karakteristiske parameter udledes som ”et forsigtig skøn ud fra de relevante måleresultater” (ref. DS415:1984), mens den herefter – og senere i DS/EN 1997-1 fra 2008 – skulle fastlægges ”ud fra et forsigtigt skøn af de værdier, der styrer forekomsten af den betragtede grænsetilstand”.

 

Partialkoefficient på cu

Før 2008 anvendtes en partialkoefficient gcu = 1,8 på den udrænede forskydningsstyrke ved bæreevne af fundamenter og gcu = 1,5 på jordtryks- og stabilitetsberegninger. Som så meget andet i dansk geoteknik havde disse partialkoefficienter baggrund i Brinch-Hansens tankegang, som angivet i Geoteknisk Instituts Bulletin 1 (1956), hvorfra citeres: ”Brudzoner for fundamenter og pæle er af betydelig mindre udstrækning end dem, der optræder i stabilitets- og jordtryksproblemer. Tilfældige variationer spiller derfor en større rolle ved fundamenter og pæle, hvilket bør give sig udtryk i en større sikkerhedsgrad”. Brinch-Hansen lagde altså her op til, at for at få samme sikkerhed i bæreevne-, jordtryks-, og stabilitetsberegninger, måtte der anvendes 2 forskellige partialkoefficienter, når den karakteristiske parameter alene blev fastlagt ud fra ”de relevante måledata” – altså uden hensyntagen til hvilken grænsetilstand der blev undersøgt.

 

I DS415:1998 var den ”nye” definition på en karakteristisk parameter indført, men partialkoefficienten på cu stod på det tidspunkt uændret i forhold til tidligere. Dette blev der imidlertid rettet op på ved indførelsen af det Nationale Anneks til Eurocode 7 i 2008, hvor samme partialkoefficient på den udrænede forskydningsstyrke blev introduceret uanset grænsestiltanden. Til gengæld skulle den karakteristiske parameter nu nuanceres i forhold til hvilken grænsetilstand der undersøges, jf. DS/EN 1997-1 afsnit 2.4.5.2 (7) – (9). Dette betyder, at der ofte skal udledes én værdi til beregning at fundamenters bæreevne, hvor der tages hensyn til, at fundamenter er (kan være) små i udstrækning og derfor følsomme over for tilfældige variationer i styrken, og at den karakteristiske parameter derfor ofte her må udledes som en forsigtig nedre værdi. Tilsvarende er den karakteristiske parameter til brug for stabilitetsberegninger i højere grad en forsigtig middelværdi af styrken i det store jordvolumen eller i de jordzoner, som styrer denne grænsetilstand.

 

Med indførelsen af samme partialkoefficient blev det sikret, at der - nu som tidligere – blev opnået samme sikkerhed på f.eks. bæreevneberegninger og stabilitetsberegninger uanset grænsetilstanden. Hvor dette tidligere blev opnået ved nuancering af partialkoefficienten, opnås dette nu ved nuancering af den karakteristiske parameter.

 

Kalibrering af partialkoefficienter

Foranlediget af, at der med Eurocoden i 2008 var indført en forøget partialkoefficient på variabel last på 1,5, igangsatte Banedanmark og Vejdirektoratet i 2009 et arbejde med at kalibrere partialkoefficienterne. Arbejdet blev primært udført for stabilitetsberegninger under forudsætning af, at der blev opnået et sikkerhedsindeksniveau på b = 4,8 og  b = 5,2 for konstruktioner i henholdsvis normal og høj konsekvensklasse, som krævet af Banedanmark. Dette arbejde blev udført af COWI, GEO og Aalborg Universitet, og det mundede i 2009 ud i den rapport, som findes vedlagt her: DGF Partialkoefficienter.

 

Resultatet af de probabilistiske beregninger førte blandt andet til, at der med partialkoefficient gcu = 1,8 kunne indføres en reduceret partialkoefficient for variabel last på broer og banedæmninger på gQ = 1,4. For den undersøgte beregningssituation (jernbanedæmning med last ved skråningstop) viste kalibreringsarbejdet, at de partialkoefficienter, som er angivet i tabel A.3-1 NA i DS/EN 1997 DK NA:2015 – herunder gcu = 1,8, netop ledte til det krævede sikkerhedsniveau.

 

Udrænet forskydningsstyrke
Historisk set er der næppe tvivl om, at den udrænede forskydningsstyrke i Danmark er knyttet til det triaksiale trykforsøg (cuC), og at vingeforsøget (cuV) anses at kunne repræsentere denne værdi nogenlunde i visse kohæsive aflejringer (f.eks. lerfyld og moræneler).
g
cu = 1,8 er som følge heraf implicit knyttet til cuC og cuV. Det triaksiale trykforsøg leder almindeligvis til udrænede forskydningsstyrker, som er større end de værdier som kan udledes af henholdsvis trækforsøg (cuE) og forskydningsforsøg (cuDSS).

Såfremt den udrænede forskydningsstyrke udledes ud fra andre forsøgstyper end cuC eller cuV - og som er relevante for beregningssituationen - kan der være belæg for at justere på gcu for at nå det krævede sikkerhedsniveau. Et sådant tilfælde ligger dog for nuværende uden for normens rammer.