For Preface – scroll down
Förord
Den helt dominerande förstärkningsmetoden för bergtunnlar och bergrum är idag med sprutbetong och bult. Det är en flexibel metod som kan anpassas till varierande förhållanden på platsen och används både i infrastrukturprojekt och inom gruvnäringen. Sprutbetong används i sprängda tunnlar för att stabilisera den nysprängda fronten då stabiliteten är viktig att upprätthålla speciellt avseende arbetarskydd och produktionseffektivitet. Men sprutbetong används även i stor omfattning för den efterföljande permanenta förstärkning, reparation och i samband med underhåll.
De mekaniska egenskaperna för konventionell gjuten betong är sedan lång tid förhållandevis väl kända och utprovade, men detsamma gäller inte för sprutbetong trots flitig användning. För att säkrare kunna bedöma om säkerheten vid stuff är fullgod i tidigt skede behöver såväl vidhäftning som hållfastheten kunna bedömas vid olika tidpunkter. Tidigare har det i stort sett saknats uppgifter om sprutbetongens egenskaper under realistiska förhållanden.
Föreliggande arbete har varit fokuserat på att utreda sprutbetongens tidsberoende materialegenskaper vid användning i hårt berg. Det är främst materialegenskaper som tryckhållfasthet, böjhållfasthet, vidhäftningshållfasthet och elasticitetsmodul och dess förändring i tiden som i första hand varit målet med arbetet. I andra hand har målet varit att studera och mäta vidhäftning mellan berg och sprutbetong samt att utvärdera och föreslå en ny provningsmetod för det. Ett tredje mål har varit att undersöka krympning, fri respektive icke-fri, för ung och hårdnande sprutbetong. Materialegenskaper som studerats har till stor del utgått från egna försök som utförts och analyserats.
Resultatet av forskningen är dels att branschen har fått tillgång till tillförlitligare data över sprutbetongens materialegenskaper och dess tidsberoende utveckling. Härigenom blir hållfasthetsberäkningar, såväl numeriska som analytiska beräkningar mer tillförlitliga. Vidare har provningsmetoder utvecklats för vidhäftning och krympning som möjliggör en bättre kontroll av sprutbetongens verkliga egenskaper.
Doktorsarbetet utfördes av Lars Elof Bryne vid KTH 2010-2013 under ledning av professorerna Anders Ansell och Jonas Holmgren vid KTH, betongbyggnad. I forskargruppen ingick också Björn Lagerblad vid KTH. Arbetet presenterades också i en avhandling 2014. Den referensgrupp som bistått utredarna och bidragit med värdefullt stöd har bestått av Kyösti Tuutti (Skanska), Thomas Dalmalm (Trafikverket), Tommy Ellison (Besab) och Per Tengborg (BeFo). Doktorsarbetet finansierades av Stiftelsen Bergteknisk Forskning (BeFo) tillsammans med Formas, Trafikverket och SBUF.
Stockholm i oktober 2014
Per Tengborg
Preface
The predominant support method for rock tunnels and rock caverns is shotcrete (sprayed concrete) and bolts. This is a flexible method that can be adjusted to varying site conditions and is utilized both for infrastructural projects as well as for the mining industry. Shotcrete is used in blasted tunnels to stabilize the newly excavated front, a situation when stability is important to maintain for safety and production efficiency. Also, shotcrete is widely used for the continuing permanent support, repair and for maintenance.
The mechanical properties for conventional cast concrete are since long time relatively well known and tested. However, that is not the case for shotcrete even though it is frequently used. In order to better judge the safety at the front short after shotcrete application the time dependent development of bond as well as strength of the material must be possible to assess. Previously, shotcrete properties at realistic conditions were lacking.
This research work was focused on investigating the time dependent material properties for use of shotcrete in hard rock. Primarily, material properties like compressive strength, flexural strength, bond strength and elastic modulus for shotcrete were the goal to determine. Secondly, the goal was to study and measure bond between rock and shotcrete and to investigate and propose a new test method for it. A third goal was to investigate shrinkage, free as well as restrained, for young and hardening shotcrete. The material propertied studied are primarily from own samples that were tested and analyzed.
With the result of this research the branch now has more reliable data for shotcrete properties and its time dependent development. Hereby the strength calculations, both numerical and analytical, are considered more reliable. Also, test procedures have also been developed for bond strength and shrinkage for better control of the actual properties of the shotcrete.
This PhD work was done by Lars Elof Bryne at KTH (Royal Institute of Technology) in 2010-2013 under the supervision of the Professors Anders Ansell and Jonas Holmgren at KTH, division of Concrete Structures. Björn Lagerblad from KTH also participated in the research group. The research was also presented in a Thesis in 2014. A reference group assisted the project and was composed of Kyösti Tuutti (Skanska), Thomas Dalmalm (Trafikverket), Tommy Ellison (Besab) and Per Tengborg (BeFo). The research funding was by the Rock Engineering Research Foundation (BeFo) together with the Swedish Research Council Formas, the Swedish Transport Administration and the Development Fund of the Swedish Construction Industry (SBUF).
Stockholm in October 2014
Per Tengborg