Forskning och Innovation

Utvecklingsprojekt

Benämning

Modellering av tidsberoende grundvattensänkning, markdeformationer och dess skaderisker

Utförare

Chalmers Tekniska Högskola

Beskrivning

Del 2: Detta projekt är en fortsättning på det pågående projektet Modellering av tidsberoende grundvattensänkning, markdeformationer och dess skaderisker som kommer att avslutas under hösten 2023. Det pågående projektet har bedrivits som ett doktorandprojekt där ett mitt-seminarium kommer att genomföras under våren 2023 (14:e april). Tre specifika studier har genomförts i projektet. I den första studien har en meta-modell med maskininlärning använts för att skala upp 2D finit-elementberäkningar av tidsberoende markdeformationer över ett större område och tillämpats i en fallstudie med god korrelation mot referensdata för backgrundsättningar. I den andra studien har en känslighetsanalys av parameterval i 2D-beräkningar genomförts (Wikby et al 2023). I den tredje studien har resultaten från metamodellen tillämpats i en modell för klassificering av risk för skador på byggnader. Var och en av studierna kommer att resultera i en vetenskaplig publikation. Det viktigaste resultatet är att under anläggningstiden är områden med tunna lerlager som angränsar berg känsligast för sättningsskador. Grundläggningar i sådana områden är ofta av varierande typ men undersöks oftast inte med tillbörlig noggrannhet. I del 2 av projektet är målsättningen att doktoranden ska försvara sin doktorsavhandling under hösten 2025. Fyra studier kommer att genomföras i denna del. Den första studien syftar till att vidareutveckla byggnadsskademodellen för att i större utsträckning beakta jord-strukturinteraktion för att kvantifiera effekten av grundläggningen på skaderisken. Den andra studien syftar till att utveckla metamodellen för att skala upp resultatet av känslighetsanalysen från 2D-modeller så att osäkerheter kan redovisas över ett större område. Den tredje studien syftar till att utveckla en modellstruktur för att sammankoppla modeller för geologisk stratigrafi, grundvattenavsänkning, markdeformation och byggnadsskador där osäkerheter i processkedjan beaktas. Den fjärde studien syftar till att använda resultatet från de sammankopplade modellerna med en samhällsekonomisk värderingsmodell för att kunna värdera kostnader och nyttor för olika alternativa åtgärder för att minska risker för byggnadsskador.

Del 1: Detta projekt syftar till att kvantifiera geologiska, hydrogeologiska och geotekniska osäkerheter, konsekvenser och risker på grund av lokal grundvattensänkning orsakad av undermarkskonstruktioner i urban miljö under bygg- och driftsfas. Inläckage av grundvatten, under såväl byggnation som drift av infrastruktur under mark, kan ge upphov till sänkning av befintligt grundvattentryck. I områden med deformationskänsliga leror leder trycksänkning till markdeformationer, med potentiellt betydande skador på byggnader och annan infrastruktur i närheten som följd.
Baserat på avancerade numeriska kalkyler och systematiska känslighetsanalyser kan modeller prognostisera till vilka nivåer, samt hur länge, grundvatten kan sänkas i ett projektområde utan betydande risk för skadliga markdeformationer.
FoU projektet kommer att resultera i nya metoder för riskberäkning, -bedömning och -hantering av deformationsskador till följd av grundvattensänkningar. Dessa metoder ska kunna användas för att säkerställa till vilka nivåer, samt hur länge, grundvattensänkningar kan ske utan risk för betydande skador.

Genomförandeperiod

den 1 september 2020 till den 19 december 2025

Portfölj

Bygga

Målområde

Ökad hänsyn till klimat och miljö i byggprocessen