NTNU GEOTEKNIKK Fil: K:\Faglig\Faggruppe GT\Undervisning\Hovedoppgavestudenter\2017-prosjektforslag

PROSJEKT- OG HOVEDOPPGAVER FORSLAG FOR HØSTEN 2017/VÅREN 2018 Nedenfor finner du en tabell med en rekke forslag til prosjekt. Dette er en foreløpig liste og flere oppgaver kan/vil komme, mellom annet fra våre kontakter i næringslivet. De foreslåtte tema kan være frittstående prosjektoppgaver, eller de kan være forstudier for hovedoppgaven til våren. Les gjennom og se om du finner noe du kan ha interesse av og ta kontakt med oss. Arnfinn.Emdal@ntnu.no 9754 7729 Steinar.Nordal@ntnu.no 9003 1845 Gustav.Grimstad@ntnu.no 4130 0948 Gudmund.Eiksund@ntnu.no 477 56016 Vikas.Thakur@ntnu.no 412 95 717 NTNU 26. april 2017

ANALYSEOPPGAVER – PRAKTISK GEOTEKNIKK OG FUNDAMENTERING

Nr. Hovedområde Tittel og beskrivelse

2017- 1

Analyseoppgaver/ praktisk geoteknikk og fundamentering

Ditt eget prosjektforslag - generell geoteknikk

Proposal of your own Example projects from consulting engineers – general Beskrivelse/Description: Dette er et generelt prosjekt som er etablert for at studenter som har egne prosjektideer, for eksempel etter kontakt med firmaer i løpet av studietiden (sommerjobb, deltidsarbeid), kan fremme disse som studentprosjekt og kanskje også for master til våren. Her gjelder det egentlig alle prosjekter som grenser mot stabilitet av skråninger, fyllinger, utgravinger, støttemurer, elveforbygninger, grunnforsterkning, fundamentering, grunnundersøkelser ... kort sagt alt en kan komme bort i som rådgiver i geotekniske spørsmål. Om du har hatt eller skal ha sommerjobb hos geoteknisk rådgiver, hos en entreprenør eller hos byggherre, om det er urbant eller landlig, i lavlandet eller i fjellet, på land eller i sjø/vann/fjord så vil det kunne være relevante problemstillinger å studere. Ta med deg dine ideer for en prat med oss. This general project is ment for students who have been in contact with the industry during summer internship (summer jobs) and taken interest in special topics. The projects/cases/measured data can be used brought for discussion with the department staff to see if they are suitable for projects or master thesis. These can be e.g. settlements and stability of fills on soft soils, landslide studies, risk analyses, design of protective measures etc. Predictions compared to measurements are always of special interest. Several students possible. Samarbeidspartnere/Collaboration: Consulting companies. Statens vegvesen/Jernbaneverket, Norges Geotekniske Institutt, SINTEF Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn.Emdal@ntnu.no Steinar.Nordal@ntnu.no Gustav.Grimstad@ntnu.no Gudmund.Eiksund@ntnu.no Vikas.Thakur@ntnu.no

Alle geotekniske firmaer, Entreprenører, Forskningsinstitutter

ANALYSEOPPGAVER – PRAKTISK GEOTEKNIKK OG FUNDAMENTERING

2017- 2

Analyseoppgaver/ praktisk geoteknikk og fundamentering

Ditt eget prosjektforslag - samvirke jord-konstruksjon Proposal of your own Example projects from consulting engineers - soil structure interaction Finite element method (FEM) Beskrivelse/Description: Dette er et generelt prosjekt som er etablert for at studenter som har egne prosjektideer, feks etter kontakt med firmaer i løpet av studietiden (sommerjobb, deltidsarbeid), kan fremme disse som studentprosjekt og kanskje også for master til våren. Her gjelder det samvirkeanalyseprosjekter basert på elementmetoden, feks ABAQUS, PLAXIS, GeoSuite eller andre relevante verktøy. Modellering av konstruksjon og jord i samvirke skiller seg fra de klassiske håndregnemetoder med grenselikevekt for skråningsstabilitet, spuntanalyser, peler etc. ved at stivhet av alle elementer kommer inn, og analysen dermed blir mer realistisk. The stiffness of a structural element and the soil in which it is installed is a complex combination that requires analyses with numerical methods like e.g. finite elements. In geotechnical engineering this is commonly used in bridge and building foundations, either direct or on pile groups, support structures like sheet pile walls for excavated large building pits, anchors, buried culverts, quays, wind turbine foundations, oil platforms/seabed structures etc. Students who are in contact with the industry may bring proposals/cases/data to discuss if these are suited as possible student projects or master thesis topics. Several students possible. Samarbeidspartnere/Collaboration: Consulting companies, Statens vegvesen/Jernbaneverket, Norges geotekniske institutt, SINTEF Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn.Emdal@ntnu.no Steinar.Nordal@ntnu.no Gustav.Grimstad@ntnu.no Gudmund.Eiksund@ntnu.no Vikas.Thakur@ntnu.no

Alle geotekniske firmaer, Entreprenører, Forskningsinstitutter

ANALYSEOPPGAVER – PRAKTISK GEOTEKNIKK OG FUNDAMENTERING

2017- 3

Analyseoppgaver/ praktisk geoteknikk og fundamentering

Horisontal stivhet av direktefundamenterte brulandkar Horizontal stiffness of bridge abutments Beskrivelse/Description: Bruer utsettes for bremsekrefter som må tas opp i landkarene. Disse kan tas opp ved at en vertikal endevegg i landkaret støter mot jorda- det oppstår et passivt jordtrykk. Jordtrykket øker med den horisontale bevegelsen, det er et samvirke mellom jord og konstruksjon. Vertikalkraften fra brua tas vanligvis opp ved bruk av lagere i hver ende. Disse er stive i vertikal retning, men må være utformet slik at de har en begrenset horisontal vandring, enten ved glidelager eller ved mye brukte gummilager som tåler en visse horisontal bevegelse. Stivheten av jorden og den passive jordreaksjonen får dermed betydning for design av landkarets opplagring. Oppgaven går ut på å studere sammenheng mellom kraft og forskyvning for vanlige utformede landkar. Basis vil være passiv tilstand for en vertikal vegg som presses inn i jorden. Deretter vil det være aktuelt å studere 3D-effekter av noen reelle landkarutforminger. Det er i internasjonal litteratur tilgjengelig forsøksdata fra en rekke større og mindre feltforsøk og det vil være svært viktig å samle og bearbeide denne informasjonen. Analyser med numeriske verktøy er naturlig som del av arbeidet med etterregning av forsøk fra litteraturen og for å studere 3D-effekter. For praktiske formål vil det være svært nyttig om arbeidet kan føre frem til enkle relasjoner mellom landkarets høyde og horisontal bevegelse som kan brukes til tidligfasevurderinger. Bridges are subjected to longitudinal forces from stopping traffic. These forces are normally taken by passive soil reaction on the bridge abutments. This passive reaction is mobilized with increasing lateral movement and we have a soil – structure - interaction (SSI) situation. Vertical forces from the bridge are normally taken by bearings in both ends. The bearings have high vertical stiffness but allows for a certain horizontal movement, either by slides or by use of rubber bearings that can take a certain lateral strain. Due to this interaction the soil stiffness and passive soil reaction becomes important for the design of the abutment. The project shall study the correlation between load and displacement for normal abutment designs. Base case will be passive condition for a vertical wall, followed by a study of 3D effects of some real abutment designs. Studies in both large and small scales are available in the literature, and a thorough literature study is required. Numerical analyses to back-calculate results found in literature and to study 3D effects shall be part of the project. For practical use in early phase assessments it will be very useful to arrive at simple relations between

the abutment dimensions and lateral movement, e.g. perecentage of abutment height vs. h. Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn Emdal, NTNU arnfinn.emdal@ntnu.no Steinar Nordal NTNU Lars Grande lars.grande@norconsult.no

Norconsult

ANALYSEOPPGAVER – PRAKTISK GEOTEKNIKK OG FUNDAMENTERING

2017- 4

3D effects Analysis LEM FEM

Vurdering av 3D effekter ved dimensjonering av små spuntgroper Pumpestasjoner for vann og avløp er små konstruksjoner som ofte plasseres 5-6 m under terreng. Utgraving for å etablere slike pumpestasjoner er gjerne støttet opp med avstivet spunt med begrenset utstrekning (størrelsesorden 6x6 m). Etablert bransjepraksis for slike spuntgroper er å dimensjonere spunt og avstivingssystemer ved hjelp av 1D-elementmetode (Geosuite) eller 2D elementmetode (Plaxis). Vi mistenker at det for slike små spuntkonstruksjoner er betydelige 3D-effekter involvert, og at konstruksjonene blir overdimensjoneres når 3D-effekter ikke tas hensyn til. Oppgaven vil bestå i å utføre 3D-FEM analyser av spuntgroper som Multiconsult har prosjektert tidligere ved hjelp av 1D- og 2D elementanalyser. Det vil være aktuelt å hente inn analytiske/empiriske metoder fra litteraturen for sammenligning. Formålet med oppgaven er:

a) Undersøke hvor mye det er mulig å spare på materialkostnader for spunt og

avstivingssystemer ved å inkludere 3D effekter ved små byggegroper

b) Gå opp løypa for 3D-elementberegninger av spuntkonstruksjoner – identifisere og beskrive

fallgruber, does and dont’s.

Omfang av oppgaven kan tilpasses prosjekt/masteroppgave eller begge deler. Vår erfaring fra lignende oppgaver er at best resultat oppnås ved å la oppgaven gå som både prosjekt og masteroppgave, hvor prosjektoppgaven på høsten gjøres som et litteraturstudie supplert med innledende analyser. Forkunnskaper: Kjennskap til Plaxis 2D el. lign. er en fordel. Opplæring i spuntdimensjonering etter Eurokoder/bransjekrav vil bli gitt av Multiconsult. Kontaktperson NTNU: Arnfinn Emdal, arnfinn.emdal@ntnu.no Kontaktperson Multiconsult: Stian Baardsgaard Hanssen (sbh@multiconsult.no) Anteneh Biru Tsegaye, Multiconsult (abt@multiconsult.no)

Multiconsult

2017- 5

Analysis LEM FEM

Beregning av avstivet byggegrop - Sammenligning av ulike beregningsmodeller Generell sammenligning av resultater fra beregninger i Plaxis og GeoSuite Excavation, spesifikt se på problemstilling knyttet til avstivningskonstruksjoner i bløte masser (kvikkleire). Kontaktperson NTNU: Steinar Nordal Kontaktperson Multiconsult: Steffen Giese (steffen.giese@multiconsult.no)

Multiconsult GeoFuture

ANALYSEOPPGAVER – PRAKTISK GEOTEKNIKK OG FUNDAMENTERING

2017- 6

Lett støttekonstruksjon av geosyntet i kombinasjon med lettklinker (Leca) TeMaSi er et system for bygging av bratte lette støttekonstruksjoner basert på en kombinasjon av geosyntetisk jordarmering sammen med lettklinker. Konstruksjonen bygges ved at lettklinkeren blåses inn i geosyntetetpølser som stables på hverandre med helning opp til 80 grader. Bak tubene fylles det med lette masser og tubene forankres bak i tilbakefyllingen med geosyntetisk armering. Konstruksjonen kan ha ulike typer frontkledning avhengig for tilpasning til stedlige forhold.

TeMaSi er utviklet gjennom et forskningssamarbeid mellom Frankrike og Norge og det er bygget en forsøkskonstruksjon og en prototype for å prøve ut løsningen og byggemetoden. Det er nå aktuelt å prøve ut systemet i et reelt prosjekt i forbindelse med utbyggingen av jernbane ved Mule i Nord-Trøndelag. Oppgaven vil bestå i en gjennomgang med presentasjon av systemet og byggemetodikken og beregningsprinsippene som ligger til grunn. Deretter skal det gjennomføres en utvikling av løsning med dimensjonering basert på de stedlige forholdene for den planlagte utbyggingen ved Mule. Oppgaveforslag: WatnConsult AS Samarbeidspartnere: Norsk Leca AS (lettklinkerprodusent) Texinov (geosyntetprodusent, Frankrike) Veileder: Arnstein Watn, 93030887 (arnstein.watn@ntnu.no)

WatnConsult, Norsk Leca, Texinov

PROBABILISTISKE ANALYSER – STATISTISKE METODER

2017- 7

PROBABILISTISKE ANALYSER – STATISTISKE METODER

geotechnical design, reliability analysis, slope, bayesian updating

Bayesian updating of slope reliability analysis with site-specific information Beskrivelse/Description: The performance of a slope (e.g., survival of relatively high groundwater levels or loads) provides valuable information that can be integrated in the reliability analysis of slopes. This master thesis work will employ a probabilistic framework known as Bayesian updating to integrate the observed information in the reliability analysis of a slope. In addition to updating the reliability of a slope, the Bayesian framework provides updated knowledge about soil parameters and uncertainties in simulation models. The updated knowledge provides an opportunity to suggest upgrading and repair design on a slope based on the observed performance. The implemented framework will be examined on practical academic problems and on an actual slope. Prerequisite: Course "Geohazards and Risk Analysis" or similar, ability to use geotechnical finite element software (Plaxis preferred), practical skills in a programming language (e.g., Matlab, Python) is an advantage but not necessary. Kontaktpersoner/Contact: Ivan Depina, SINTEF, email: ivan.depina@sintef.no Vikas Thakur, NTNU

SINTEF

2017- 8

PROBABILISTISKE ANALYSER – STATISTISKE METODER geotechnical design, landslides, risk assessment

Reliability in geotechnical design: Application to assessment of landslide risk Beskrivelse/Description: Over the last decade, there has been increasing interest in incorporating probabilistic approaches in geotechnical design to account for various sources of uncertainty, particularly related to characterizing soil properties. Many codes and standards for building and construction now incorporate recommendations on using reliability methods in design. This master topic aims at exploring the existing state-of-the-art practice in applying reliability methods in geotechnical design both in Norway and overseas. The study will include two major parts: (i) A literature review of current guidelines and recommendations on the application of reliability methods in design codes and standard in Norway and overseas (SINTEF series, Staten vegvesen guideline, Norsk Standard, Eurocode, National Building Code of Canada, Hong Kong, US, Australia...etc) (ii) Application of some of these guidelines and recommendations on a specific case study related to a landslide triggered by water and/or a slope on permafrost. This project is a part of the SFI Klima2050 and SAMCoT (klima2050.no and https://www.ntnu.edu/samcot) Prerequisite: Course "Geohazards and Risk Analysis" or similar, ability to use geotechnical finite element software (e.g., Plaxis, GeoSLOPE), practical skills in a programming language (e.g., Matlab, Python) is an advantage but not necessary. Samarbeidspartnere/Collaboration: SFI Klima2050 and SAMCoT Kontaktpersoner/Contact: ivan.depina@sintef.no, SINTEF Prof. Gudmund Eiksund, NTNU

SINTEF Klima2050 Samcot

E39 FERGEFRITT VESTLAND

2017- 9

E39 geotechnical design, bridge anchors

E39 Fergefritt vestland Bruk av fjellankere i kombinasjon med gravitasjonsfundament for bruer på store vanndyp The use of rock anchors together with a traditional GBS foundation for bridges at large water depths Beskrivelse/Description: I prosjektet ferjefri E39 er hengebru eit aktuelt alternativ for fjordkryssing. For denne brutypen vil det vere behov for opptak av store krefter frå hengebrukabelene. Desse kreftene kan takast opp ved å installere store gravitasjonsfundament. Ein metode for å redusere vekta til fundamenta er bruk av forspente anker i fjell. Aktuelle oppgaver er: 1. Studie av interaksjon mellom fjellanker og gravitasjonsfundament med fokus på vurdering av forskyving nødvendig for mobilisering av ankerkapasitet og friksjon mellom fundament og undergrunn 2. Oppførsel av fjellanker under jordskjelvlast Suspension bridges are one of the options considered in the project Ferry-free E39. For this type of bridge large forces from the suspension cables need to be anchored. These forces can be taken by the use of large gravity foundations. One method to reduce the required load is to use pre-stressed rock anchors. Project tasks are: 1.To study the interaction between the rock anchors and a GBS foundation with focus on the displacements required for mobilization of rock anchor capacity and vs. base slab friction mobilization 2. The rock anchor behavior during earthquake loading Samarbeidspartnere/Collaboration: Statens Vegvesen E39 - fergefritt vestland Kontaktpersoner/Contact: Prof Gudmund Eiksund, gudmund.eiksund@ntnu.no PhD-student Joar Tistel, joar.tistel@ntnu.no

Statens vegvesen

2017- 10

E39 geotechnical design, rock anchors, cyclic loading

Rock anchors subjected to cyclic loads from large bridge structures and evaluation of design capacity Oppgave 1 I prosjektet ferjefri E39 er hengebru eit aktuelt alternativ for fjordkryssing. For denne brutypen vil det vere behov for opptak av store krefter frå hengebrukabelene. Desse kreftene kan takast opp ved å installere store gravitasjonsfundament. Ein metode for å redusere vekta til fundamenta er bruk av forspente anker i fjell. Forspente eller passive fjellanker er også eit alternativ til forankring av ei dykka røyrbru. Prosjekt: Aktuelle oppgaver er: 1. Studie av kapasitet av fjellanker, fokus på degradering av kapasitet mht: sykliske laster, kryp, stag overflate, geometriske forhold (diameter, lengder), mørteltype. Modellering (numeriske metoder, analytiske metodar, FEM). 2. Modellering av syklisk belasta fjellstag ved bruk av brukerdefinert interface i Ansys/Abaqus Masteroppgåve: Masteroppgåva er/kan vere ei vidareføring av prosjektoppgåva. Denne oppgåva går ut på å teste ein numerisk modell for berekning av kapasitet for syklisk belasta fjellstag (denne modellen er allereie forberedt). Modellen skal inngå som ein brukerdefinert modell i strukturprogrammet Ansys (eller Abaqus). Dimensjonar på ankeret skal vurderast mht. nødvendig kapasitet av fjellanker for bruer som vert vurdert i E-39 prosjektet. Det er også nødvendig med eit grundig litteraturstudium for å opparbeide seg nødvendig bakgrunn for denne oppgåva. Suspension bridges are one of the options considered in the project Ferryfree E39. For this type of bridge large forces from the suspension cables need to be anchored. These forces can be taken by the use of large gravity foundations. One method to reduce the required load is to use pre-stressed rock anchors. The option of using passive rock anchors is also an alternative for submerged floating tunnels. Project: 1. Study the capacity of rock anchors, focus on degradation of capacity with respect to: cyclic loads, creep, tendon surface, geometrical ratios (diameter, lengths), grout. Modelling (numerical methods, analytical, FEM) 2. Model cyclic loaded rock anchors by use of user defined interface in Ansys/Abaqus. Master thesis: The master thesis is/can be a continuation of the project work. A numerical model concerning the rock anchor capacity degradation caused by cyclic loading is developed at NTNU. The thesis concerns the testing of this model by use of a user defined interface in the structural program Ansys or Abaqus. Anchor dimensions shall be developed based on necessary holding capacity determined by a large floating bridge (E-39 project). A thorough literature study on rock anhors and belonging topics is necessary prior to executing the numerical work. Samarbeidspartnere/Collaboration: Statens Vegvesen E39 - fergefritt vestland Kontaktpersoner/Contact: Prof Gudmund Eiksund, gudmund.eiksund@ntnu.no PhD-student Joar Tistel, joar.tistel@ntnu.no

Statens vegvesen

2017- 11

E39 geotechnical design, macro model, large gravity foundation, bridge, soil structure interaction

Macromodell for ankerblokk for hengebru – modell verifikasjon Macromodel for suspension bridge anchor block foundation and model verification Oppgave 2 I prosjektet ferjefri E39 er hengebru eit aktuelt alternativ for fjordkryssing. For denne brutypen vil det vere behov for opptak av store krefter frå hengebrukabelene. Desse kreftene kan takast opp ved å installere store gravitasjonsfundament. Jord-struktur interaksjons analysar kan bli store og arbeidskrevjande. Ein forenkla metode kan vere å beskrive den ikkje-lineære jord-struktur oppførselen av fundamentet i eit enkelt element. Dette elementet vert kobla til strukturen i strukturanalysen. Ein kan dermed forenkle dei relativt tunge analysane betydeleg. Ein slik representasjon av fundamentet (ved bruk av eit enkelt element) vert kalla for «makromodell». Makromodellen er oppbygd med klare parallellar til plastisitetsteori; flyteflate, potensialflate, «flow rule», «hardening law», etc. modellen vert kalibrert vha FEM analysar (Plaxis 2D og 3D). Prosjekt og/eller Master: Studere konseptet for makromodellering, studere makromodellen som er utvikla ifm.E39 prosjektet. Tilpasse modellen til prototypetesting i laboratorium, kalibrere parameterar vha. FEM (Plaxis 2D og 3D). Utføre testar i laboratorium: Testen skal utførast i sandkassa i geoteknisk laboratorium (4m x 4m x 3m). Ved å belaste prototypen med ulike kombinasjonar av laster i: Vertikal retning (V), Horisontal retning (H) og moment (M), så kan vi definere ei flyteflate i VHM-rommet. Krefter og deformasjonar skal målast ved belastning av prototypen, og vi kan da sjekke samsvar med makromodellen. Oppsummert består oppgåva av følgande: Teoretisk studie av makromodell, studere makromodell som er etablert på E39 prosjektet, kjøre FEM (Plaxis) for å kalibrere modellen, forberede og utføre laboratorieforsøk, tolke data. Denne oppgåva kan vere både ei prosjektoppgåve og masteroppgåve. Innhaldet i prosjektoppgåva vil da vere begrensa til studie av makromodell og kalibrering av modell til prototype testing. Suspension bridges are one of the options considered in the project Ferry-free E39. For this type of bridge large forces from the suspension cables need to be anchored. These forces can be taken by the use of large gravity foundations. Soil structure interaction (SSI) analyses might be time consuming. A simplification might be to describe the non-linear SSI (foundation) behavior within one single element. This element is coupled to the structure in the structural analysis. The structural analysis can thereby be significantly simplified. This methodology to describe the foundation behavior by use of one element is called “macromodel”. The macromodel is established by use of plasticity theory, including; yield surface, potential surface, flow rule, hardening law, etc. The model is calibrated by use of FEM analyses (Plaxis 2D and 3D). Project and/or Master: Study the concept of macromodeling, study the macromodel established as part of the phd.work at the E39 project. Calibrate the model to fit the prototype laboratesting. Calibration is performed by use of Plaxis 2D and 3D. Perform testing in the sand-bin; 4m x 4m x 3m (located in the geotechnical laboratorium). The yield surface in the V-H-M space can be defined by loading the prototype with different combinations of vertical (V), orizontal (H), and moment (M) loads. The results from the laboratory testing shall be compared to the macromodel. Summarized, this thesis consists of the following: Theoretical study of macromodel(s), study the “E-39 model”, run FEM (Plaxis) to calibrate the model, prepare and execute the laboratory testing. Interpret laboratory data. This thesis can be both a project and a master thesis. The content in the project will then be limited to a study of macromodeling, including the “E-39 model” and to calibrate the model to prototype testing. Samarbeidspartnere/Collaboration: Statens Vegvesen E39 - fergefritt vestland Kontaktpersoner/Contact: Prof Gudmund Eiksund, gudmund.eiksund@ntnu.no PhD-student Joar Tistel, joar.tistel@ntnu.no

Statens vegvesen

2017- 12

Anker Skredlast

Forankring av flytebru – skredlast på anker og kjetting Oppgave 1: Dimensjonering av plateanker for sideforankret flytebru og vurdering av hvor mange plater som bør brukes med hvilken avstand. I tillegg kan studenten vurdere kjettingdimensjon for å motstå skredlast (beregnet av NGI). Oppgave 2: Dimensjonering av permanent forspent peleanker i berg med tresidig anker (3 peler rundt hovedanker) for sideforankret flytebru (horisontal og vertikal kraft). Vurdering av skredlast på kjetting. Kontakt: Gudmund Eiksund, NTNU Heidi Kjennbakken <heidi.kjennbakken@vegvesen.no> Adeel Mazhar Muhammad <muhammad.mazhar@vegvesen.no>

Statens vegvesen

GEODYNAMIKK/GEODYNAMICS

2017- 13

Geodynamikk/ Geodynamics geotechnical design piles

Vibroinstallasjon av pelar Installation of piles using vibration Beskrivelse/Description: Foreslåtte søkeord for Youtube for dette temaet: Vibro installation of piles Proposed Youtube search Stikkord/Keywords: Installasjon av peler med tungt rammeutstyr genererar støy og vibrasjonar. Vibrasjonar kan gi skader på bygg. I samband med peleraming til havs kan støy kan vere skadeleg for dyreliv og då særskilt for sjøpattedyr. Alternative installsjonsmetoder som vibrering er difor aktuelt. Eit hinder for å ta i bruk denne metoder er at metodene for kapasitetsberegning er basert på erfaringar tradisjonell installasjon med bruk av pelehammer. Prosjektoppgava vil vere eit literaturstudie av vibroinstallasjon av pelar og metoder for kapasitetsbereging. Installation of piles by the use of heavy piling rigs generates both noise and vibrations. The vibrations may result in damages on buildings while the noise is disturbing. For offshore piling the vibrations is usually a minor problem while the noise (sound waves in water) may be a major concern and possibly damaging to wildlife and sea mammals in particular. Alternative installation methods may therefore be required. One obstacle for the use of the vibration technique is that the existing design methods are based from experience driven piles. The project will consist of a literature study on vibroinstallation of piles and methods for calculating pile capacities. Kontaktpersoner/Contact: Steinar Nordal, NTNU

2017- 14

Geodynamikk/ Geodynamics geotechnical design geodynamics earthquake

Jordskjelvlaster på kjellervegger og tuneller Jordskjelvlaster på støttekonstruksjoner er ofte beregnet ved hjelp av en metode som er utviklet av Mononobe-Okabe. Denne metoden har blitt basis for formelverket i de fleste standarder slik som for eksempel Eurocode 8. En variant av denne metoden brukt for laster på kjellervegger er delvis basert på resultater av teoretiske analyser av bølgeforplantning i jord bak fast-innspente vegger. I realiteten beveger en seg kjeller i forhold til jordskjelvbølger, og avhengig av konstruksjonens dynamiske egenskaper kan lasten på kjellerveggen være større eller mindre enn det som er gitt i standarder. I tuneller går forholdene mer i retning av at laster blir mindre. Formålet med oppgaven er å utføre et litteraturstudie over teoretiske og numeriske løsninger og for å identifisere modellforsøk som kan brukes til verifisering av nye modeller. Det er ideelt med noen innledende PLAXIS analyser for å bli kjent med mekanismene og bruk av PLAXIS i jordskjelvanalyser. Oppgaven kan danne grunnlag for en masteroppgave på samme tema med detaljerte analyser og vurderinger. Earthquake actions on retaining walls are usually computed by use of the Mononobe-Okabe-method which is the basis of formulas in most standards like Eurocode 8. A version of this method is used for estimating the loads on basement walls, which partly uses the results from theoretical analyses of wave propagation behind rigid fixed walls. In a real situation, the basement is also moving, and, depending on the dynamic characteristics of the structure, the load on the basement wall may be larger or smaller than the load calculated from the standard. In tunnels the tendency is that the loads are smaller. The scope of the project is to conduct a literature survey of theoretical and numerical solutions and to identify model tests suitable for verification of new analysis methods. Also a number of PLAXIS analyses will be performed to understand the mechanism and to get familiar with the use of FEM in earthquake analyses. The project may extend into a master project. Samarbeidspartnere/Collaboration: Norwegian Geotechnical Institute, NGI Kontaktpersoner/Contact: Prof Gudmund.Eiksund@ntnu.no Prof II Amir M. Kaynia, amir.kaynia@ntnu.no

NGI

2017- 15

Geodynamikk/ Geodynamics Numerisk modellering

Bender element - modellering av treakstest i ABAQUS eller PLAXIS Modeling of benderelement test in ABAQUS or PLAXIS Beskrivelse/Description: Benderelement montert i topp og bunn triakprøver blir brukt for å måle forplantingshastighet for skjær og trykkbølger. Tolkning av resultatene er basert på antatt bølgeforplantingsmønster fra sender og mottaker element. Måleresultatene blir brukt til å beregne skjærmodul for små tøyningsnivå (G-max). Oppgaven går ut på å modellere triaksapperaturen inkludert jord, vann i triakscella plexiglas sylinder, topp og bunnstykket i ABAQUS eller PLAXIS. Formålet er å studere bølgeforplanting for å undersøke antatt bølgeforplanting stemmer med antagelsene. Bender elements installed in the top and bottom of soil samples in a triaxial apparatus can be used to measure shear and compression wave velocities. The interpretation is based on assumed stress wave propagation patterns between the transmitter and receiver element. The measurement results is used to derive small strain shear stiffness (Gmax). The project task will be to model the triaxial apparatus including soil, water in the cell, the plexiglass cylinder ant the top and bottom plates in ABAQUS. The purpose is to study the stress wave propagation and check if the assumptions in the interpretations is reasonable. Kontaktpersoner/Contact: Prof. Gudmund Eiksund, gudmund.eiksund@ntnu.no

2017- 16

Geodynamikk/ Geodynamics laboratorieforsøk

Bender element måling i triaks-celle (Dynamisk stivhet) Beskrivelse/Description: Måling av dynamisk stivhet ved bølgeforplantning gjennom treaksprøver. Vurdering av konsolideringsforhold og prøveforstyrrelse. Mulig sammenligning med feltforsøk. Kontaktpersoner/Contact: Prof. Gudmund Eiksund, gudmund.eiksund@ntnu.no Prof. Steinar Nordal, steinar.nordal@ntnu.no

2017- 17

Jordskjelv Vindturbiner

Earthquake soil-structure interaction analyses in time domain of off-shore wind turbines founded on monopiles. One of the most challenging issues in the design of wind turbines founded on monopoles is their structural response to dynamic loading. The proposed Master Thesis will consist of two parts, as follows:

A- Geotechnical study of soil response to monopile displacements and rotations during

earthquake. It will include:

A.1 scaling of several original input motions from recorded earthquakes to match the given target design spectrum (use of programs SeismoMatch). A.2 Performing site response analyses in order to determine free-field displacement time histories at several depths in soil profile (use of programs STRATA/DEEPSOIL/NERA) A.3 Preparing the p-y curves at different depths along the monopole (use of PYTZMT program)

B- Performing structural analyses, where the time histories obtained in A.2 are applied at

the end of p-y springs determined in A.3.

B.1 The non-linear p-y curves are given as a series of points, along the p-y curve for different depths along the monopile. B.2 The structure of monopile and turbine are modelled using the program ANSYS.

The thesis is meant as a common thesis for two students who will co-operate, focusing both on geotechnical part (A) and structural part (B). It is also meant to be performed as project thesis (literature survey, preliminary description of the work, and performing introductory scaling analyses of earthquake motions to match the target spectrum) continued with performing the full interaction analyses and presentation of the results. Kontaktperson NTNU: Gudmund Eiksund Multiconsult contact persons: Corneliu Athanasiu (corneliu.athanasiu@multiconsult.no), Anders Bye (anders.bye@multiconsult.no)

Multiconsult

NUMERICAL MATERIAL MODELLING

2017- 18

Leire – syklisk oppførsel numerical analyses

Cyclic behavior of clays (strain accumulation) Syklisk oppførsel av leire Beskrivelse/Description: Total stress models capable of calculating cyclic response of clay should be studied using Finite Element Analysis on boundary value problems relevant for offshore foundations, for e.g. offshore OWT structures. The project will test a newly developed constitutive model (calculation procedure) that is developed for calculating accumulated permanent strains in the material due to cyclic loading with a given number cycles. The model does not calculate the response of each cycle, but the effect of the cyclic history on accumulated deformations in the soil (tilt of a monopile structure or settlement of a GBS). The model is also capable of calculating the undrained cyclic capacity of the soil during storm loading. Samarbeidspartnere/Collaboration: Kontaktpersoner/Contact: Prof. Gustav Grimstad, gustav.grimstad@ntnu.no

2017- 19

ARKTISK/FROST ARCTIC/FROZEN SOIL numerical analyses, literature study, programming

Creep in warm frozen soils - numerical simulation Kryp i frossen jord- numeriske beregninger Beskrivelse/Description: Simulation of creep in warm frozen soil (temperature -1°C to -5°C), should be carried out by use of a newly developed soil model. The results shall be compared to observations and laboratory test results, e.g. simulation of frost heave. Saturated frozen soils are considered as a mixture of soil grains, ice and unfrozen water. The mechanical behavior of frozen soils is strongly affected by the amount of ice, and the amount of ice depends on temperature and applied mechanical stresses. This coupled behavior is the main characteristic by which frozen soils behave differently compared to unfrozen samples. Moreover, due to viscous behavior of ice, time dependent behavior should be taken into account. By dividing the total stress into fluid pressure and solid phase stress, in addition to considering the cryogenic suction as an independent stress-state variable, an elastic-viscoplastic model for saturated frozen soils is proposed in the framework of over-stress method. The proposed model is able to represent many fundamental features of frozen soils such as frost heave and strength weakening due to pressure melting. This project is linked to the SAMCOT Work Package 6. Samarbeidspartnere/Collaboration: SAMCoT https://www.ntnu.edu/samcot Kontaktpersoner/Contact: Prof. Gustav Grimstad, gustav.grimstad@ntnu.no Prof. Steinar Nordal, steinar.nordal@ntnu.no Post. Doc. Dr. S.A. Ghoreishian Amiri, seyed.amiri@ntnu.no

SAMCOT

OFFSHORE GEOTEKNIKK

2017- 20

Offshore numerical analyses

Seabed subsidence & material models A literature study, numerical simulations and material modeling. Beskrivelse/Description: Background: During oil and gas production on our fields the removal of hydrocarbons from inside the reservoir will trigger changes in the reservoir pore pressure. As a consequence the reservoir will be subjected to stress changes, which again may give strains and deformations in and around the reservoir compartments. Due to the reservoir deformations there will also be subsidence on the seabed. The size and extension of the seabed subsidence depends on the reservoir depth/geometry, formation properties and pore pressure changes inside the reservoir. Seabed subsidence itself is important for safety evaluation of fixed structures on seabed. Results from seismic monitoring indicates that the zone of influence above the producing reservoir is smaller than predicted from geomechanical models. One reason for this discrepancy might be the non-linear behaviour of rock/soils in the transition from small to intermediate and large strain levels. Work: The candidate shall perform a literature study on different material models for rock and soils. In additions the smallstrain model in PLAXIS shall be described. Furthermore the candidate shall build a simple reservoir model in PLAXIS 2D/Axisymmetric (or similar) to investigate the effect of different material models (including the small-strain model) to the deformation pattern around the reservoir up to seabed. Samarbeidspartnere/Collaboration: Statoil Kontaktpersoner/Contact: Gudmund Eiksund, NTNU Ole Kristian Søreide, STATOIL

STATOIL

2017- 21

Offshore Numerical analyses

Seabed subsidence & model geometry effects A literature study, numerical simulations and parameter investigation Beskrivelse/Description: Background: During oil and gas production on our fields the removal of hydrocarbons from inside the reservoir will trigger changes in the reservoir pore pressure. As a consequence the reservoir will be subjected to stress changes, which again may give strains and deformations in and around the reservoir compartments. Due to the reservoir deformations there will also be subsidence on the seabed. The size and extension of the seabed subsidence depends on the reservoir depth/geometry, formation properties and pore pressure changes inside the reservoir. Seabed subsidence itself is important for safety evaluation of fixed structures on seabed. The traditional way of estimating subsidence is to use analytical equations (Geertsma) for elastic half space. Furthermore, 2D and axisymmetric numerical analysis is often performed to give supplemental input. Recently full field 3D simulations have been carried out to give even more precise estimations of the subsidence. However, results show that the predictions are very sensitive to the material parameters both in the overburden and in the reservoir. Work: The candidate shall perform a literature study on current best practice for estimating seabed subsidence. Furthermore the candidate shall build a simple reservoir model in PLAXIS 2D/Axisymmetric (or similar) to investigate the effect of different material properties (reservoir and overburden) to the subsidence predictions. For the project study linear elastic models shall be used. Samarbeidspartnere/Collaboration: Statoil Kontaktpersoner/Contact: Gudmund Eiksund, NTNU Ole Kristian Søreide, STATOIL

STATOIL

2017- 22

Offshore foundation Wind turbines

Normalized load-displacement curves for preliminary design of monopiles

The preliminary design of monopiles supporting offshore wind turbines is performed using simple methods, where the pile and the soil are generally modelled as linear elastic materials and the non-linear soil-pile response is ignored. Accounting for the non-linear soil-pile response already in the preliminary design can lead to more optimized designs (and potentially reduced cost of offshore wind energy), without adding additional complexity. To achieve this goal, a methodology that relates the non-linear load-displacement curves of a monopile with simple soil parameters is needed. As a part of the "prosjektoppgave" (and extendable to MSc thesis), the basis for such methodology will be established. In a first step, the effect of the pile and soil properties in the non-linear load-displacement curves will be investigated by means of finite element analyses of the pile and the soil (for example PLAXIS). Then, the possibility of normalizing the load-displacement curve by the simple soil parameters will be studied, following the principles of non-dimensional analyses.

Kontaktpersoner/Contact: Gudmund Eiksund, NTNU Ana M. Page Risueno, NTNU, ana.risueno@ntnu.no

2017- 23

Perforerte fundamenter i bløt leire

Mud mat foundations - effect of perforation on bearing capacity and settlements Skirted mud mats are often used as shallow foundation for subsea structures offshore. Perforation of mud mat foundations has beneficial effects for many parts of the delivery chain in a subsea project. Less steal, lighter structure and simplified installation procedures can result in reduced cost and reduced execution time for the foundation installation. However, excessive mud mat perforation can also have negative effects on the foundation performance. Especially for soft soil conditions, reduced bearing capacity and increased foundation settlements can be challenging. Multiconsult has developed a simplified method for initial assessment of mud mat perforation impact on foundation performance. Based on a finite element (FE) parameter study, a serviceability limit state (SLS) approach is suggested. In many cases, the SLS approach could optimize foundation design. The method developed is based on 2D FE studies. A project- and/or master thesis would aim to compare the 2D FE results with 3D FE analyses. The FE parameter study should also be backed up with model testing in laboratory or at a field test site. Kontaktperson NTNU: Gudmund Eiksund, NTNU Kontaktperson Multiconsult: Anders Ulvestad (anders.ulvestad@multiconsult.no)

Multiconsult

Effect of the pile and soil properties in the non-linear load-displacement curves

Parametric study of the soil and the foundation

based on Finite Element Analyses

Use non-dimensional analyses to normalize the load-displacement curve by simple soil parameters

LABORATORIE OG FELT

2017- 24

NGTS Kvikkleirefelt Tiller/Flotten

NGTS: forsøksfelt kvikkleire på Tiller i Trondheim

1) Feltundersøkelser Totalsondering, dreietrykksondering, dreiesondering, CPTU-RCPTU, vingebor - sammenligningsstudie

2) Dynamiske parametere – prøving i felt og lab 3) Blokkprøvetaking og testing i laboratorie - testing i romtemperatur og i klimarom (ved

7 oC) for å studere temperatureffekter på resultater av styrke og stivhet se oppgave nr 2017- 30 for detaljer

NGTS - Norwegian Geo-Test Sites: se: https://www.ngi.no/eng/Projects/NGTS-Norwegian-Geo-Test-Sites Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn Emdal, NTNU arnfinn.emdal@ntnu.no Jean-Sebastién L-heureux, NGI, jean-sebastien.lheureux@ngi.no

NGTS - Norwegian Geo-Test Sites Et samarbeids-prosjekt med NGI, SINTEF, UNIS, Statens vegvesen

2017- 25

NGTS Sandfelt Øysand

NGTS: forsøksfelt sand på Øysand i Melhus

1) Oedometer tests at various relative densities to determine new constrained modulus parameters as presented by Andersen and Schjetne (2013).

2) Effect of temperature on strength and deformation parameters as measured in CD triaxial tests.

3) Effect of mound size on max min density testing NGTS - Norwegian Geo-Test Sites: se: https://www.ngi.no/eng/Projects/NGTS-Norwegian-Geo-Test-Sites Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn Emdal, NTNU arnfinn.emdal@ntnu.no Jean-Sebastién L-heureux, NGI, jean-sebastien.lheureux@ngi.no

NGTS - Norwegian Geo-Test Sites Et samarbeids-prosjekt med NGI, SINTEF, UNIS, Statens vegvesen

2017- 26

Felt og lab Mini blokkprøvetaker – modifisering Modifisering av NTNUs nedskalerte Sherbrooke miniblokkprøvetaker for raskere prøvetaking i faste leirer. Prøvetakeren er brukt på leirer som har stor omrørt skjærfasthet og dette medfører at det går med mye tid til å skjære prøven. En modifisering vil bli gjort og det vil bli behov for ny prøvetaking og forsøkskjøring i laboratoriet. Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn Emdal, NTNU arnfinn.emdal@ntnu.no

2017- 27

Felt og lab Mini blokkprøvetaker – bruk i siltige masser Miniblokkprøvetakeren er basert på vann som spylemedium. Dette vil være problematisk ved prøvetaking i silt. Forsøk på prøvetaking med annen teknikk for å få opp «uforstyrrede» prøver av silt skal gjøres. Testing av prøvemateriale i laboratorium med ødometer og treaks. Kontaktpersoner/Contact: Arnfinn Emdal, NTNU arnfinn.emdal@ntnu.no

2017- 28

Fysisk forsøk i sandlab 4x4x3 meter sandkar

Lateral motstand mot pel/stolpe i sand med komprimert pukk i overflaten I granulære materialer (som sand og pukk) tenker vi som utgangspunktet at materialet ikke har attraksjon, men det viser seg at ved komprimering av materialet så oppstår det en styrke som ikke kan forklares ut fra effektivspenningsnivået men kommer fra en "tilsynelatende" attraksjon. Det skal gjøres forsøk med en sirkulær stolpe i sandkaret ved geoteknikk hvor det skal belastes sidevegs, statisk og syklisk, for tilfeller der det er sand helt opp og deretter ved pålegging av komprimert pukk i to forskjellige lagtykkelser. Kontaktpersoner/Contact: Lars Grande, Norconsult lars.grande@norconsult.no Arnfinn Emdal, NTNU arnfinn.emdal@ntnu.no

Norconsult

2017- 29

Laboratorie Treaksialutstyr i islaboratorium Geoteknikk har innkjøpt en GDS treaks for testing av frosne jordmaterialer. Oppgaven starter med litteraturstudie og fortsetter med å kjøre treaksialforsøk på mettede frosne leirer ved varierende temperatur og spenningsnivå. Kontaktpersoner/Contact: Gustav Grimstad, NTNU

2017- 30

Laboratorie Effekt av temperatur på målte lab-data Beskrivelse/Description: NGI har et pågående prosjekt i samarbeid med industrien for å se på effekten av temperatur på de parameterne man måler i standardiserte laboratorieforsøk, som triaks- og ødometerforsøk. I denne oppgaven skal det undersøkes temperatureffekt på kvikk leire fra NGTS testområde som er under etablering i Trondheim. (NGTS - Norwegian Geo-Test Sites, se: https://www.ngi.no/eng/Projects/NGTS-Norwegian-Geo-Test-Sites for mer forklaring om prosjektet) . Forsøkene vil inngå i en større registrering av jordparametere for senere bruk i forskning. Prosjektoppgave: Gjennomgå problemstillingen og tilgjengelige data. Hovedoppgave: Bruke NGIs og/eller NTNUs klimarom. Kjøre parallelle forsøk ved forskjellige temperaturer, for eksempel på materialer som er dokumentert på tidligere. Samarbeidspartnere/Collaboration: NGI Kontaktpersoner/Contact: NTNU: arnfinn@emdal@ntnu.no 9754 7729 NGI: Tom Lunne, tlu@ngi.no, T: 22 02 30 54, M: 900 29 267, Morten Sjursen, mas@ngi.no, T: 22 02 3066, M: 476 00 553

NGI

2017- 31

Laboratorie Bindemiddel ved kalksementstabilisering I Oslo-området brukes vanligvis en blanding av sement og multicem. Multicem er et restprodukt fra sementindustri som inneholder ca. 56-60 % kalk, men også andre stoffer. Grunnen til at entreprenører ønsker å bruke det er fordi det er billigere enn kalk. Erfaring fra bruk av multicem i Bjørvika-området er at det det gir nok styrke, men større deformasjoner enn en ren kalk-sement blanding. Det er vanskelig å si for sikkert om det er multicem som er årsaken da det er mange variabler (mønster peler, størrelse pel, stigehastighet, type visp, grunnforhold, etc.). Det foreslås en oppgave med mål om å undersøke om det er forskjell i oppnådd skjærstivhet ved bruk av multicem/sement vs. kalk/sement på samme leire. Kontaktperson NTNU: Arnfinn Emdal, arnfinn.emdal@ntnu.no Kontaktperson Multiconsult: Audun Egeland Sanda (audun.egeland.sanda@multiconsult.no)

Multiconsult

2017- 32

Laboratorie Sample disturbance: Sampling of sensitive clays is a challenging task as their engineering properties, such as undrained shear strength, stiffness and preconsolidation stress, are easily affected by sample disturbance. The issues related to assessment of sample disturbance have been given much attention for many years. Laboratory tests on undisturbed samples of good quality can provide reliable consolidation and strength properties for design of geotechnical structures. A reliable characterization of fine-grained soil samples demands an undisturbed sampling followed by careful handling of the material. However, this is not a straightforward task because of the practical constraints associated with the sampling techniques, transportation methods, storage and handling procedures.

1. Large-scale model of fixed-piston sampling

This study focuses on the disturbance induced by the sampler during sampling; it includes a large-scale model of fixed-piston sampling in a reconstituted clay with measurements of stress changes. Forutsetter finansiering (Nordforsk)

2. Effect of storage on 73 mm samples

This study focuses on the sample disturbance which develops during storage; it includes laboratory testing of 73 mm high-sensitive clay samples that have been stored for various periods of time.

3. Stress relief

A soil sample goes through stress changes during and after sampling. Sensitive clays are affected by sample disturbance and stress changes have a great effect on the quality. The reduction of in-situ total stresses to zero causes the soil sample to develop a negative pore pressure, which is also referred to as residual effective stresses. In an ideal situation, a sample shall retain its residual effective stress during sampling and storage, which prevents it from swelling. However, the studies show (Amundsen, Jønland, Emdal, & Thakur, 2017) that only a small fraction remains as compared to a sample under in situ conditions.

This study includes simulating unloading due to sampling in the laboratory. Deep and shallow samples of normally and lightly overconsolidated reconstituted clays with varying plasticity and layering will be investigated. Reference: Amundsen, H. A., Jønland, J., Emdal, A., & Thakur, V. (2017). An attempt to monitor pore

pressure changes in a block sample during and after sampling. Géotechnique Letters, 7(2), 1-10. doi:10.1680/jgele.16.00176

Kontaktperson NTNU: Arnfinn Emdal, arnfinn.emdal@ntnu.no

GEOFARER – GEOHAZARDS

2017- 33

Geofarer/ geohazards landslides, pore pressure, debris flow

Studies related to Debris Flow Hazards General: Debris flow is a common natural hazard phenomenon that occurs in regions with steep mountainous terrain. Debris flows have great destructive power and may cause loss of human lives and damage houses & infrastructures important to surrounding communities. Therefore, assessing proper countermeasures to debris flow hazards is important to reduce these losses and damages.

1) Back-calculation and critical assessment of interaction between debris flow and

countermeasures

Different laboratory tests were conducted to assess different debris flow countermeasures at NTNU geotechnical division (by Hiller and Jenssen (2009), Fiskum, E (2012), Christiansen, LF (2013), and Laache, E(2016)). These tests have been conducted on a large physical model, which is 8.7 m long with 60 cm wide channel. Task: The results has not been collectively analyzed and assessed critically. Therefore, the candidate shall perform back calculation of the results using numerical tools (like: RAMMS, DAN3D or CFD). In addition, available empirical relations and energy line concept from literature shall be used to critically review and assess the results.

2) Physical modeling of debris flow countermeasures

The aim of this study is to provide improved knowledge for a safer E39 highway in western Norway. Various countermeasures shall be applied and studied, mainly to protect costal roads, with respect to forces, efficiency and functionality. Task: Assessing different countermeasures currently in use from literatures and assessing which kinds of countermeasures are used/applied to protect coastal roads. These countermeasures shall be tested using large physical modeling for their performance and effectiveness in reducing debris flow speed, impact force and/or energy. Measurement and investigation of runout distance, velocity and height of flow, deposition height, impact force and other important flow characteristics shall be performed. The results shall also be back-calculated (using RAMMS, DAN3D or any CFD tool) and evaluated using empirical relations.

3) Hvordan tar et flomskred opp masser fra underlaget

Entrainment of bed sediments by debris flow Beskrivelse/Description: The final magnitude of debris flow is often much larger the volume of the initiating landslide. It is often the case that the initialing landslide is rather small. Whereas, the bulk of the debris involved in the actual debris flow event are results from entrainment of material along the run-out path. Therefore, our ability to determine entrainment is an essential aspect of an accurate prediction/modelling of debris flow. The accurate assessment of entrainment will help in better prediction of the extent and the magnitude of debris flow. Accordingly, this study should look into numerical, empirical and analytical techniques to study the mechanism of material entrainment. Numerical studies using the entrainment model imbedded in the RAMMS 2-D or in any other similar software shall be used. A sensitivity analysis of the rheological and entrainment parameters on the debris flow run-out, height and velocity shall be carried-out. Kontakt: Ashenafi Lulseged Yifru, NTNU, 451 65670, ashenafi.yifru@ntnu.no Vikas Thakur, NTNU Petter Fornes, NTNU Steinar Nordal, NTNU

Klima 2050 E39 Statens vegvesen This is suited for several students working together

Laboratory Flow behavior of fine grained soils

Measuring the flow behavior using viscosimeter, quickness and fall cone. Correlations between viscosity, quickness and remolded shear strength shall be established for the soil with varying liquidity index and clay content. Finally, an attempt should be made to identify an appropriate rheological model for the tested soil. Contact: Petter Fornes, NTNU Vikas Thakur, NTNU

Geofuture II Klima 2050

2017- 34

Geofarer/ geohazards landslides, slump test, slide runout distance

CFD simulation of slump test on quick clay material Norwegian sensitive “quick” clays have a very high water content, and may be liquefied when disturbed. The runout distances of landslides in sensitive clays are dependent on the fluid properties of the remolded clays. To estimate the potential for large quick clay landslides so called quickness tests (also called slump tests) have been performed, where the flow and deposition pattern of a cylinder of remolded clay is measured. The goal of this project work is to do back calculation of these tests using Computational Fluid Dynamics (CFD), with the NTNU developed open source CFD code REEF3D (www.reef3d.wordpress.com). The fluid material behavior of liquefied sensitive clays may be described with the Herschel-Bulkley rheology, for which material parameters can been determined from viscometer tests. If this work is successful, then viscometer data may become more valuable for predictions of large scale quick clay landslide behavior in the future. This work will be done in cooperation with PhD student Petter Fornes in the KLIMA2050 project. The scope of the work can be expanded to include debris flow related cases. The results can potentially be published at conferences.

Kontaktpersoner/Contact: Petter.fornes@ntnu.no Vikas.thakur@ntnu.no

Geofuture II Klima2050

FROST/ARKTISK TEKNOLOGI FROZEN SOIL/ARCTIC TECHNOLOGY

2017- 35

ARKTISK/FROST ARCTIC/FROZEN SOIL

Fundamentering på permafrost Beskrivelse/Description: Fundamentering på isrik permafrost forutsetter at varmen fra bygget ikke varmer opp og tiner underliggende permafrost. I Longyearbyen, Svalbard, er den mest tradisjonsrike fundamenteringsmetoden trepeler, satt ned til 5-6 meter og innfrosset i gysemasse. For byer som Barentsburg og Pyramiden, samt næringsbygg i Longyearbyen og Svea brukes ofte andre fundamenteringsmetoder, som feks plate på mark, grove betongpeler eller tradisjonell fundamentering på bankett under det aktive laget. Bruk av isolasjon og/eller ventilering der kald vinterluft sirkuleres for å holde sedimentene under fundamentet frosne, er aktuelle metoder. Masterprosjektet går på vurdering av forskjellige fundamenteringsmetoder og erfaringer med disse samt et påfølgende studie med sikte på forbedring av en eller flere av disse metodene. Samarbeidspartnere/Collaboration: Instanes Polar A.S., UNIS Svalbard Kontaktpersoner/Contact: Arne Instanes (arne@instanes.no) , Tlf. 48003443 Instanes Polar AS Prof. Gustav Grimstad, gustav.grimstad@ntnu.no

Instanes Polar UNIS

Oppgaver fra NGI Norges geoteknisk institutt – hentet fra nettsiden 26. april 2017 Denne listen blir jevnlig oppdatert – sjekk nettsiden:

https://www.ngi.no/Karriere/Studenter/Prosjekt-og-masteroppgaver

FORKLARINGER - FORKORTELSER PLAXIS-3D: Vi har svært god kontakt med FEM-miljøet hos PLAXIS i Nederland og har derfor felles interesse i bruk av PLAXIS-produktene for studier av geotekniske fenomener. Det nyeste er den 3-dimensjonale versjon av PLAXIS som gjør det mulig å studere 3D-effekter ved konstruksjoner. FEM: Elementmetode LEM: Limit equilibrium, grenselikevekt ABAQUS: Dette er et multifunksjons 3D som er i stand til å regne på svært mange ingeniørproblemer. For tiden er vår interessert i å modeller konstruksjoner av skall-typen i samvirke med jord. GeoSuite: Dette er et felles norsk/nordisk prosjekt for å lage et totalverktøy for geoteknisk prosjektering. Prosjektet er et samarbeid mellom NTNU, NGI, Multiconsult, ViaNova, SINTEF og Statens Vegvesen, Vegdirektoratet. Geofuture II: Forskningsprosjekt for utvikling av geoteknisk programvare og analyseprosedyrer. https://www.ngi.no/eng/Projects/Geofuture UNIS: Universitetsstudiene på Svalbard. Faggruppe for Geoteknikk har godt inngrep med UNIS og har hatt flere studenter på kortere eller lengre opphold på Svalbard. Lars Grande er professor II ved UNIS og er vår kontakt mot aktivitetene der. DNV GL: DNV GL Høvik jobber med mange geotekniske problemstiller rettet mot offshore industrien. I avdeling ”Subsea & Foundation” ønsker DNV å knytte til seg studenter med geoteknikk som spesialfelt, og DNV GL kan tilby både prosjektoppgaver, sommerjobber og hovedoppgaver. GeoVita: Geoteknisk konsulentfirma i Oslo. www.geovita.no NGI: Norges geotekniske institutt ligger i Oslo ved Ullevål og har aktiviteter innen alle geoteknikk og geologidisipliner. www.ngi.no SINTEF: I Trondheim. Norges største forskningsinstitusjon. Vi samarbeider med SINTEF Byggforsk – avdeling berg og geoteknikk. www.sintef.no Multiconsult: Et av norges største multidisiplin konsulentfirmaer. Egen geoteknisk avdeling - tidligere NOTEBY. Beliggenhet hele landet, hovedkontor Skøyen. www.multiconsult.no Maxit: Internasjonalt konsern som produserer lettklinker. I Norge produserer maxit leca i løsvekt og i blokker og andre konstruksjonselement. www.leca.no, www.maxit.no Rambøll: Nordisk konsern som har stor geoteknikkavdeling i Trondheim, tidligere Kummeneje og Scandiaconsult. www.ramboll.no SVV: Statens vegvesen. En av våre samarbeidspartnere gjennom mange år. Både ute hos vegkontor og i vegdirektoratet på Brun i Oslo har våre studenter arbeidet med prosjekter og hovedoppgaver. www.vegvesen.no Sweco Norge AS: Sweco er et skandinavisk multidisiplin konsern med Sweco Norge AS som underavdeling. Norconsult: Et av norges største multidisiplin konsulentfirmaer. Egen geoteknisk avdeling. Beliggenhet over hele landet. Hovedkontor Sandvika. www.norconsult.no.