Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
On the observational method for groundwater control in the Northern Link tunnel project, Stockholm, Sweden
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.ORCID iD: 0000-0001-5372-7519
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.ORCID iD: 0000-0001-9615-4861
2014 (English)In: Bulletin of Engineering Geology and the Environment, ISSN 1435-9529, E-ISSN 1435-9537, Vol. 73, no 2, 401-408 p.Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

For tunnelling in rock in Sweden, the public authorities usually set stringent requirements on low groundwater inflow to the tunnel, to minimise the risk of building settlement and the environmental impact. To improve this groundwater control, the potential application of the observational method in this matter was studied. A comparison was made between the actual implementation of groundwater control in the Northern Link road tunnel project in Stockholm and the definition of the observational method in Eurocode 7. The results showed that the groundwater control in the Northern Link project mainly agreed with the Eurocode. The significance of the deviations was discussed, and it was concluded that adopting the observational method for groundwater control so that it complied with Eurocode 7 would mostly entail simply a formalisation of today's procedures.

Place, publisher, year, edition, pages
2014. Vol. 73, no 2, 401-408 p.
Keyword [en]
Eurocode 7, Groundwater, Observational method, Tunnelling
National Category
Geotechnical Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-136378DOI: 10.1007/s10064-013-0501-8ISI: 000335156900011Scopus ID: 2-s2.0-84899647565OAI: oai:DiVA.org:kth-136378DiVA: diva2:675936
Funder
Formas
Note

QC 20140604

Available from: 2013-12-04 Created: 2013-12-04 Last updated: 2017-12-06Bibliographically approved
In thesis
1. A Critical Review of the Observational Method
Open this publication in new window or tab >>A Critical Review of the Observational Method
2014 (English)Licentiate thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Building a sustainable structure in soil or rock that satisfies all predefined technical requirements implies choosing a rational and effective construction method. An important aspect is how the performance of the structure is verified. For cases when the geotechnical behaviour is hard to predict, the existing design code for geotechnical structures, Eurocode 7, suggests the so-called “observational method” to verify that the performance is acceptable. The basic principle of the method is to accept predefined changes in the design during construction, in order to accommodate the actual ground conditions, if the current design is found unsuitable. Even though this in theory should ensure an effective design solution, formal application of the observational method is rare. It is therefore not clear which prerequisites and circumstances that must be present for the observational method to be applicable and be the more suitable method.

This licentiate thesis gives a critical review of the observational method, based on, and therefore limited by, the outcome of the performed case studies. The aim is to identify and highlight the crucial aspects that make the observational method difficult to apply, thereby providing a basis for research towards a more applicable definition of the method. The main topics of discussion are (1) the apparent contradiction between the preference for advanced probabilistic calculation methods to solve complex design problems and sound, qualitative engineering judgement, (2) the limitations of measurement data in assessing the safety of a structure, (3) the fact that currently, no safety margin is required for the completed structure when the observational method is applied, and (4) the rigidity of the current definition of the observational method and the implications of deviations from its principles.

Based on the review, it is argued that the observational method can be improved by linking it to a probabilistic framework. To be applicable, the method should be supported by guidelines that explain and exemplify how to make the best use of it. The engineering judgement is however not lost; no matter how elaborate probabilistic methods are used, sound judgement is still needed to define the problem correctly. How to define such a probabilistic framework is an urgent topic for future research, because this also addresses the concerns regarding safety that is raised in the other topics of discussion.

Abstract [sv]

För att i berg eller jord kunna konstruera en anläggning, som uppfyller satta tekniska krav, krävs det att man väljer en rationell och effektiv konstruktionsmetod. En viktig aspekt i detta val är hur man verifierar konstruktionens funktion avseende exempelvis bärförmåga eller stadga. För fall när konstruktionens beteende svårt att förutsäga, erbjuder gällande standard (Eurokod 7) den så kallade observationsmetoden. Denna metod tillåter i förväg förberedda förändringar i designen under konstruktionstiden, om observationer av konstruktionens beteende indikerar att så behövs. På så vis anpassas konstruktionen till de faktiska förhållandena i marken. Trots att detta tillvägagångssätt i teorin borde ge en rationell design, används metoden sällan. Det råder därför oklarheter om vilka förutsättningar och omständigheter som krävs för att observationsmetoden ska kunna användas och dessutom utgöra den bästa lösningen.

I denna licentiatuppsats granskas observationsmetoden och dess användbarhet. Målet med licentiatuppsatsen är att belysa de aspekter som kan utgöra svårigheter när observationsmetoden används. Dessa identifierades under arbetet med några fallstudier. Licentiatuppsatsen ger därmed en utgångspunkt för fortsatt forskning för att ta fram en mer användbar definition av observationsmetoden. De viktigaste aspekterna som diskuteras i uppsatsen är (1) den skenbara motsatsen mellan användandet av sannolikhetsbaserade beräkningsmetoder för att lösa komplexa dimensioneringsfrågor och kvalitativa ingenjörsmässiga bedömningar, (2) de begränsningar som finns när man använder mätdata för att utvärdera konstruktioners säkerhet, (3) att det för tillfället saknas krav på säkerhetsmarginal mot brott för konstruktioner som byggts med observationsmetoden, och (4) vad svårigheten att uppfylla Eurokodens strikta definition innebär för metodens användbarhet.

Utifrån resultatet av granskningen dras slutsatsen att observationsmetoden kan förbättras genom att ge den ett sannolikhetsbaserat ramverk. För att förenkla användningen bör riktlinjer och anvisningar utformas. Även om metoden utvecklas mot en högre grad av beräkningskomplexitet, kommer ingenjörsmässiga bedömningar också framgent att vara viktiga, eftersom en avgörande aspekt är hur problemställningen formuleras. Med ett sannolikhetsbaserat ramverk ökar möjligheten att lösa de frågeställningar kring säkerhet som också diskuteras i uppsatsen.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2014. xii, 45 p.
Series
TRITA-JOB. LIC, ISSN 1650-951X ; 2024
Keyword
Rock mechanics, observational method, Eurocode 7, reliability analysis, dam safety, tunnelling, system reliability
National Category
Geotechnical Engineering
Research subject
Civil and Architectural Engineering
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-144207 (URN)
Presentation
2014-05-07, B1, Brinellvägen 23, KTH, Stockholm, 13:00 (English)
Opponent
Supervisors
Note

QC 20140415

Available from: 2014-04-15 Created: 2014-04-14 Last updated: 2014-04-15Bibliographically approved
2. Toward a reliability framework for the observational method
Open this publication in new window or tab >>Toward a reliability framework for the observational method
2016 (English)Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
Abstract [en]

Constructing sustainable structures in rock that satisfy all predefined technical specifications requires rational and effective construction methods. When the geotechnical behaviour is hard to predict, the Euro­pean design code, Eurocode 7, suggests application of the observational method to verify that the performance is acceptable. The basic principle of the method is to accept predefined changes in the design during con­struction to comply with the actual ground conditions, if the current de­sign is found unsuitable. Even though this in theory should ensure an effective design solution, formal application of the observational method is rare.

Investigating the applicability of the observational method in rock en­gineering, the aim of this thesis is to identify, highlight, and solve the aspects of the method that limit its wider application. Furthermore, the thesis aims to improve the conceptual understanding of how design deci­sions should be made when large uncertainties are present.

The main research contribution is a probabilistic framework for the observational method. The suggested methodology allows comparison of the merits of the observational method with that of conventional design. Among other things, the thesis also discusses (1) the apparent contradiction between the preference for advanced probabilistic calculation methods and sound, qualitative engineering judgement, (2) how the establishment of limit states and alarm limits must be carefully considered to ensure structural safety, and (3) the applicability of the Eurocode defini­tion of the observational method and the implications of deviations from its principles.

Abstract [sv]

För att kunna konstruera en anläggning i berg, som uppfyller satta tek­niska krav, krävs det en rationell och effektiv konstruktionsmetod. När konstruktionens beteende är svårt att förutsäga, erbjuder den europeiska standarden Eurokod 7 den så kallade observationsmetoden. Denna metod tillåter i förväg förberedda förändringar i designen under konstruktions­tiden, om observationer av konstruktionens beteende indikerar att så behövs. På så vis anpassas konstruktionen till de faktiska förhållandena i marken. Trots att detta tillvägagångssätt i teorin ger en rationell design, används metoden sällan i enlighet med Eurokod 7.

Denna doktorsavhandling undersöker tillämpbarheten av observa-tionsmetoden när man bygger i och på berg. Målet är att belysa de aspekter som begränsar dess användning och i dessa fall föreslå förbätt­ringar som ökar tillämpbarheten. I ett vidare perspektiv syftar avhand­lingen även till att förbättra den konceptuella förståelsen för hur beslut bör fattas i designprocessen när det finns stora osäkerheter.

Avhandlingen visar hur observationsmetoden kan användas i ett san­nolikhetsbaserat ramverk. Metodiken ger användaren möjlighet att jäm­föra för- och nackdelarna med observationsmetoden och konventionell dimensionering. Avhandlingen diskuterar bland annat även (1) den skenbara motsatsen mellan användandet av sannolikhetsbaserade beräkningsmetoder för att lösa komplexa dimensioneringsfrågor och kvalitativa ingenjörsmässiga bedömningar, (2) hur larmgränser och brottgränstillstånd bör definieras för att ge tillräcklig säkerhetsmarginal, samt (3) hur Eurokod 7:s strikta definition av observationsmetoden påverkar dess användbarhet.

Place, publisher, year, edition, pages
Stockholm: Kungliga Tekniska högskolan, 2016
Series
TRITA-JOB PHD, ISSN 1650-9501 ; 1023
Keyword
Rock engineering, observational method, Eurocode 7, structural safety, reliability analysis, dam safety, Bergmekanik, observationsmetoden, Eurokod 7, sannolikhetsbaserad dimensionering, dammsäkerhet
National Category
Geotechnical Engineering
Research subject
Civil and Architectural Engineering
Identifiers
urn:nbn:se:kth:diva-192825 (URN)978-91-7729-128-2 (ISBN)
Public defence
2016-10-25, F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm, 10:00 (English)
Opponent
Supervisors
Note

QC 20160926

Available from: 2016-09-26 Created: 2016-09-20 Last updated: 2016-09-26Bibliographically approved

Open Access in DiVA

No full text

Other links

Publisher's full textScopus

Authority records BETA

Spross, JohanLarsson, Stefan

Search in DiVA

By author/editor
Spross, JohanLarsson, Stefan
By organisation
Soil and Rock Mechanics
In the same journal
Bulletin of Engineering Geology and the Environment
Geotechnical Engineering

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar

doi
urn-nbn

Altmetric score

doi
urn-nbn
Total: 277 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf