Bergbultsmodell - optimalt och minimalt utförande

Detta är en Kandidat-uppsats från Uppsala universitet/Institutionen för geovetenskaper; Uppsala universitet/Institutionen för geovetenskaper

Sammanfattning: Har du någonsin åkt genom en tunnel och undrat hur det kommer sig att det tunga berget över dig inte kollapsar in i detta hålrum? Har du lagt märke till underliga metallpinnar som sticker ut ur väggar och tak? Dessa metallpinnar är bultar, och de är en del av säkerhetsåtgärderna som ser till att tunnlar över hela Sverige är säkra att färdas i. När en tunnel byggs är det viktigt att ta reda på vilka egenskaper som berget har för att kunna avgöra hur stora säkerhetsåtgärder som bör implementeras. Dessa egenskaper kan vara sådant som sprickors utbredning och orientering, hur mycket vatten som finns i sprickorna, vad berget består av och krafter som påverkar berget. Säkerhetsarbetet kring tunnlar kan göra skillnaden mellan liv och död, men hur ska man forska kring detta? I ett labb kan man med hjälp av en modell undersöka vad som fungerar bäst, men även det minsta möjliga för att förhindra kollaps. I detta arbete har en modell som representerar ett tunneltak använts. Den används till undervisning för förståelse av bultar. Modellen var en upphöjd stålram med avtagbar botten, stålramen var kvadratisk med 82 cm sidolängd. I denna ram placerades skruvar och järnvägsmakadam för att simulera ett tunneltak med bultar i mindre skala. Järnvägsmakadam är krossat berg med en kornstorlek på ca 32 till 64 mm. Skruvarna trycker ihop makadamen med hjälp av brickor för att tryck ska uppstå och trycket mäts med tryckgivare som är placerade i modellen. Arbetet som har utförts med hjälp av modellen syftar till att utveckla metoder för hur sådana försök bör utföras i framtiden. Tidigare försök har gjorts och då har det observerats att denna modell har varit stabil när skruvarna spänts till 7 Nm (Newtonmeter) vridmoment och att den kollapsade av minimal påverkan när skruvarna spändes till 5 Nm. Därför gick vi in i detta arbete med hypotesen att modellens lägre gräns för stabilitet fanns strax under 5 Nm. Vid de tidigare försöken mättes inte trycket i modellen och vi hade därför ingen hypotes om detta. Försöken utfördes på olika vis. Skruvarna spändes i olika mönster och med olika vridmoment, makadamen placerades också på olika sätt när modellen byggdes upp. Som resultat ställdes vridmoment och tryck upp i tabeller och diagram. Det skulle visa sig att hypotesen om att den lägre gränsen var nära 5 Nm vridmoment inte stämde. Modellen hölls uppe även när skruvarna endast spändes till 2 Nm. Både när modellens bottenlager var fördelaktigt och ofördelaktigt uppbyggt ur ett stabilitetsperspektiv så höll modellen vid 2 Nm. Lägre vridmoment än 2 Nm kunde inte testas i brist på känsligare verktyg.

  HÄR KAN DU HÄMTA UPPSATSEN I FULLTEXT. (följ länken till nästa sida)