Analytiska modeller för beräkning av tjällaster mot spontkonstruktioner

Sammanfattning: I kalla klimat kan stödkonstruktioner utsättas för lastökningar till följd av tjälande jord. Tjälen bildas när vattnet i jorden fryser, och leder ofta till en volymexpansion i marken. Om tjälexpansionen förhindras bildas ett tjältryck, som kan bli så pass kraftigt att stödkonstruktioner riskerar att gå till brott. I Eurokod 7 specificeras att tjälinverkan ska beaktas vid dimensionering av geokonstruktioner, men det saknas vidare rekommendationer kring hur det ska göras. Trots att fenomenet är väl känt är interaktionen mellan tjäle och stödkonstruktion svår att förutse och dimensionera för, då tjäle är ett komplext fenomen som är mycket beroende av lokala förutsättningar.För att möjliggöra dimensionering av tjällaster mot spont bör lasterna uppskattas kvantitativt. Även fast mer avancerade numeriska modeller kan utvecklas för detta, finns det väldigt stora osäkerheter i den indata som behövs. Arbetet förespråkar därför enklare analytiska eller empiriska metoder som baseras på simpla mätbara faktorer såsom jordens tjälfarlighetsklass, konstruktionens styvhet och förväntad ihållande köldmängd. Arbetet presenterar två analytiska beräkningsmodeller för en enbandsspont respektive flerbandsspont, som beräknar tjällaster. Tjällasterna beräknades iterativt utifrån jordens tjältryckande och tjälyftande förmåga och konstruktionens resulterande deformation. De beräknade tjällasterna jämfördes sedan med observerade laster i fält från två sponter. Beräkningsresultaten innehöll en del spridning och viss överskattning av tjällasterna. Ytterligare data behövs dock innan modellen kan valideras eller förkastas.