kth.sePublications
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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
Stabilitetsanalys av bergslänter enligt andra generationens Eurokoder
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Civil and Architectural Engineering, Soil and Rock Mechanics.
2025 (Swedish)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
Analysis of rock slope stability according to the second generation of Eurocodes (English)
Abstract [sv]

Traditionellt har dimensionering av bergkonstruktioner ofta baserats på erfarenhet, analytiska beräkningar och empiriska metoder, vilket har lett till variationer i tillämpning. Den andra generationens Eurokoder, innebär ett tydligt steg mot en mer enhetlig och standardiserad dimensionering inom bergbyggnad. Den nya versionen inkluderar riktlinjer för bergtekniska analyser och introducerar sannolikhetsbaserade verifieringsmetoder, vilket möjliggör mer realistiska och systematiska bedömningar av osäkerheter ibergbyggnad. 

Examensarbetet syftar till att analysera och jämföra dimensioneringsmetoder för bergslänter med utgångspunkt i den andra generationens Eurokoder. Fokus ligger på att utvärdera skillnaderna mellan partialkoefficientmetoden och Monte Carlo-simulering genom teoretiska beräkningar och simuleringar. Studien belyser metodernas tillämpbarhet, samt deras respektive styrkor och begränsningar inom bergbyggnad.

Beräkningarna genomförs i enlighet med anvisningarna i andra generationens Eurokoder. Inledningsvis definieras ett deterministiskt lastfall där mothållande och pådrivande krafter identifieras. Utifrån detta fall fastställs vilka variabler som ska behandlas som konstanta respektive stokastiska. Därefter tilldelas de stokastiska variablerna variationskoefficienter som underlag för Monte Carlo-simuleringar. Vid tillämpning av partialkoefficientmetoden väljs det mest konservativa fraktilvärdet som härstammar från normalfördelningen från den sannolikhetsbaserade metoden, varefter partialkoefficienter appliceras i enlighet med Eurokodernas dimensioneringsprinciper.

I studien analyserades tre bultförstärkta bergslänter med varierande indata avseende mark och materialegenskaper, för dessa fall genomfördes därefter beräkningar med dels låg osäkerhet, dels med en 50–100% ökad osäkerhet i indata, i syfte att undersöka hur variationen i osäkerhet påverkar resultaten. Jämförelsen mellan dimensioneringsmetoderna genomfördes med hjälp av Monte Carlo-simuleringar, där brottssannolikheten beräknades för varje fall. Den erhållna brottsannolikheten jämförs med det gränsvärdesom anges i Eurokoderna för sannolikhetsbaserad dimensionering. Parallellt beräknades släntstabiliteten med partialkoefficientmetoden givet kravet från Eurokod 7 att den dimensionerande resistansen ska vara större än de dimensionerande pådrivande krafterna för tillräcklig säkerhet.

Resultaten indikerar att partialkoefficientmetoden genererar mer konservativa dimensioneringsutfall än Monte Carlo-simuleringarna i de fall där utdragsbrott är den dimensionerande brottmoden för bultarna. För de fall där den dimensionerande brottmoden för bulten är genom rent drag eller en kombination av drag- och skjuvkrafter visade analysen däremot att båda metoderna resulterade i identiska förstärkningsåtgärder.Detta överensstämmer med Eurokodens målsättning att olika dimensioneringsmetoder ska ge likvärdig säkerhetsnivå.

Abstract [en]

Traditionally, rock engineering design has relied heavily on experience, analytical calculations, empirical methods, and case studies, often resulting in variation in practice. The second generation of the Eurocodes represents a clear step towards a more unified and standardized approach to rock engineering design. The revised version introduces specific guidelines for rock mechanical analysis and incorporates probabilistic verification methods, enabling more realistic and systematic assessments of uncertainty in design.

This thesis aims to analyse and compare design methodologies for rock slopes based on the framework provided by the second generation of the Eurocodes. The focus is on evaluating the differences between the partial factor method and Monte Carlo simulation through theoretical calculations and simulations. The study highlights the applicability of each method, as well as their respective strengths and limitations in the context of rock mechanical design.

All calculations were carried out in accordance with the provisions of the second generation Eurocodes. The process begins with the definition of a deterministic load case, identifying driving and resisting forces. Based on this setup, variables are classified as either deterministic or stochastic. The stochastic variables are assigned coefficients of variation as input for the Monte Carlo simulations. When applying the partial factormethod, the most conservative percentile value derived from the normal distribution in the probabilistic method is selected, after which partial factors are applied in accordance with Eurocode design principles.

Three rock slopes reinforced with bolts were analysed using varying geotechnical and material parameters. For each case, calculations were performed using both low and elevated levels of uncertainty (50–100 % increase in coefficient of variation), in order to investigate the sensitivity of the results to input variability. Monte Carlo simulations were used to calculate the probability of failure for each case, and the resulting values were compared against the target reliability levels specified in the Eurocodes. In parallel, slopestability was also assessed using the partial factor method. To ensure adequate safety in accordance with Eurocode 7, the design resistance forces must exceed the design driving forces.

The results indicate that the partial factor method leads to more conservative design outcomes than the Monte Carlo simulations in cases where pull-out failure governs the bolt performance. In cases where the governing failure mode is pure tension or a combination of tension and shear, the analysis showed that both methods resulted in identical reinforcement requirements. This is consistent with the Eurocodes objective that different design approaches should yield comparable levels of safety.

Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 25693
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-372226OAI: oai:DiVA.org:kth-372226DiVA, id: diva2:2010295
External cooperation
Sweco
Supervisors
Examiners
Available from: 2025-10-30 Created: 2025-10-30 Last updated: 2025-11-06

Open Access in DiVA

fulltext(1885 kB)12 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1885 kBChecksum SHA-512
3bce735d30792c58801c48f2931cbfefcd28685c61c776c13a12a334971f0580dfab182f29c15201b194f409e8b033b300b0947f23164a2e9f395393582c0065
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Soil and Rock Mechanics
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 161 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • 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