Betongdammar är komplexa konstruktioner som bär stora laster, men traditionellt har de utvärderats med förenklade analytiska stabilitetsanalyser i 2D baserat på stelkroppsantagandet. Tidigare studier har visat att 3D-beteende, såsom interaktionen mellan monoliterna och älvdalens topologi, kan ha en betydande inverkan på lastkapaciteten hos gravitationsdammar men är i stort sett outforskat i lamelldammar. Interna brottmoder har också visats påverka bärförmågan och brottmoderna hos betongdammar.
Bräschens form och utvecklingstiden för dammbrott är viktiga faktorer för översvämningssimuleringar som används i beredskapsplanering och riskanalyser. Ingen metod finns för att uppskatta dessa parametrar för betongdammar. Istället utgår analysen från förenklade antaganden, vilka introducerar stor osäkerhet i analysen. Därmed skulle utveckling av metoder för att uppskatta brottbeteende för gravitations- och lamelldammar kunna förbättra tillförlitligheten i översvämnings-simuleringar avsevärt.
Jonas Enzells licentiatuppsats involverar studier med fysiska modellförsök och finita element-simuleringar och syftar till att utveckla mer realistiska analysmetoder för att bestämma bärförmågan och brottbeteendet hos lamelldammar. De fysiska modellförsöken genomfördes för att bestämma 3D-effekterna av randvillkor och interaktionen mellan monoliterna och för att verifiera resultaten från finita element-simuleringar. Numeriska studier genomfördes för att undersöka brottbeteendet hos lamelldammar och för att bestämma lämpliga metoder för sådana simuleringar.
Resultaten från modellförsöken visade att 3D-effekter avsevärt påverkar lastkapaciteten och brottbeteendet hos lamelldammar, vilket indikerar att hela dammen bör beaktas i stabilitetsanalyser. Numeriska studier visade att finita element-modeller framgångsrikt kunde simulera dammbrott, inklusive 3D-beteendet. Dock återstår frågor om de mest effektiva metoderna för att representera fenomen som ojämn grundläggning och älvdalens topologi.
Modellförsöken visade att dammbrott kan inträffa abrupt, med liten eller ingen initial förskjutning. Dock tyder närvaron av ojämn grundläggning, kohesion och förstärkningsåtgärder i berget i verkliga dammar på att faktiska dammbrott inte är lika plötsliga som observerat i modelltesterna. Resultaten har bidragit till att utveckla kunskap inom området och kan potentiellt leda till förbättrade metoder för att fastställa larmgränser för automatiska övervakningssystem.
Jonas Enzell presenterar sin licentiatuppsats:
Tid: Onsdagen den 11 oktober 2023
Plats: L41, Drottning Kristinas väg 30, Stockholm
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/69874842225
Granskare: Professor Leif Lia, NTNU
Huvudhandledare: Anders Ansell, Erik Nordström, Andreas Sjölander och Richard Malm.