Klimatförändringarna kommer att ge upphov till ökade regnmängder i framtiden, vilket kan leda till att infrastruktur utsätts för ökade vattenflöden och förhöjda grundvattennivåer. Förhöjda vattennivåer kan ge upphov till portrycksökningar i jord som sänker jordens hållfasthet, ökade laster från uppdämt vatten, vilket försämrar en konstruktions stabilitet mot brott eller skred (ras). Järnvägen, som är en kritisk infrastruktur i Sverige, kan vara känslig för den här typen av stabilitetsförsämrande vattennivåförändringar då de godståg som trafikerar järnvägen bidrar till stora brottmedverkande laster. 

Den första delen av rapporten, litteraturstudien, fokuserar på att samla information om och beskriva hur olika vattennivåer och vattenförhållanden kan påverka stabiliteten av järnvägen, samt hur järnvägen är uppbyggd, hur Trafikverkets regler kring avvattning på järnväg ser ut, och kortfattat om och hur klimatförändringar kan påverka vattennivåer och vattenförhållanden i jord i Sverige. Huvuddelen av litteraturstudien fokuserar på hur förändrade vattennivåer och portryck påverkar jordars hållfasthet, då järnvägskonstruktionen på bank som sådan i grunden är en geoteknisk konstruktion som kan utsättas för jordskred (ras). Detta gäller både för marken som järnvägen anläggs på och själva järnvägsbanken eller bankroppen i sig. Litteraturstudien avhandlar dock även andra sätt som förändrade vattennivåer och vattenförhållanden kan negativt påverka stabilitet hos järnväg, som erosion och finmaterialvandring (mud pumping). 

Finita elementmetoden, implementerad i programvaran PLAXIS 2D, valdes för att analysera effekten av förändrade vattennivåer på järnvägens stabilitet. Finita elementmetoden (FEM) är en generell numerisk metod inom strukturmekanik för att lösa partiella differentialekvationer, och PLAXIS 2D är ett program som tillämpar denna för att utföra beräkningar på geotekniska problem i två dimensioner, där modeller av det undersökta problemet skapas i programvaran. Fyra olika sektioner av järnväg på bank, uppdelat till totalt åtta fall/sektioner, har valts att modelleras. Tre av sektionerna är befintliga, och en är projekterad. Två av sektionerna är uppdelat i sektioner för med och utan tryckbankar, och de andra två sektionerna är uppdelade i reella befintliga eller planerade dubbelspår, samt fiktiva motsvarande enkelspår. Materialmodellen NGI-ADP har använts för de sektioner där data om den odränerade skjuvhållfasthetens anisotropi har funnits, Mohr-Coulomb modellen i övriga fall. Beräkningarna med oförändrade/långvariga/befintliga vattennivåer har dessutom verifierats med andra beräkningsmetoder, Morgenstern-Price metoden för släntstabilitet i Slope/W och Meyerhoffs bärighetsekvation. För fallen/sektionerna som har beräknats med NGI-ADP modellen i PLAXIS 2D har dessutom kontrollberäkningar skett med Mohr-Coulomb modellen i PLAXIS 2D. 

Resultaten från beräkningarna i PLAXIS 2D pekar på att en ökning av grundvattennivån mellan 0,5 och 1,0 meter har en liten inverkan på stabiliteten och är stabilitetshotande endast för sektioner mycket nära brottgränstillstånd. Uppdämt vatten upp till 1 meter under RUK (Rälunderkant) har också en relativt begränsad påverkan på stabiliteten, men kan bli problematiskt för sektioner med dålig stabilitet. Uppdämt vatten (hela vägen) upp till RUK kan bli stabilitetshotande för sektioner med relativt god stabilitet. 

Climate change will lead to increased rainfall in the future, which may result in higher flow rates and groundwater levels. In turn, this can negatively affect infrastructure, including the stability of geotechnical constructions, since the strength of soil materials depends on the effective stress state, which is influenced by factors such as pore pressure, which changes with the water levels in the soil. Geotechnical structures may also be impacted by static loads caused by standing water. One of the critical types of infrastructure in Sweden that could be negatively affected by changing water levels, even to the point of failure, is railway, particularly as it is subjected to large loads from trains that contribute to landslide or other failure. 

The first part of the report, the literature review, focuses on gathering information and describing how various water levels and water conditions can affect the stability of the railway embankment structure. It also covers Trafikverket's regulations on railway drainage, and briefly touches on if and how climate change can affect water levels and water conditions in soil in Sweden. The main part of the literature review focuses on how changes in water levels and pore pressure affect soil strength, as a railway embankment is fundamentally a geotechnical structure that can be susceptible to landslides. This applies to both the ground the railway is built on and the railway embankment itself. The literature review also discusses other ways that changes in water levels and water conditions can negatively affect railway stability, such as erosion and fine particle migration (mud pumping).

The finite element method, in the PLAXIS 2D software, was selected to analyze the impact of changing water levels on railway stability. Four different sections, divided into a total of eight cases/sections, were modeled. Three of the sections were existing sections, whilst one was planned. Two of the sections are divided into cases with and without retaining embankments, the other two into cases with real (existing or planned) double tacks, and fictional corresponding single tracks. The NGI-ADP material model was used in cases where data on anisotropy in undrained shear strength existed; the Mohr-Coulomb model was used in other cases (and for comparative calculations of the cases modeled with the NGI-ADP model). The calculations for the initial cases (with existing water levels) were verified with other calculation methods, primarily slope stability using the Morgenstern-Price method in the software Slope/W. Rapid drawdown has not been studied. 

The results from the calculations in PLAXIS 2D indicate that an increase in the groundwater level between 0.5 and 1.0 meters has a small impact on stability and only threatens the stability for sections already very close to a state of failure. Impounded or dammed-up water up to 1 meter below RUK (Underside of Rail) also has a relatively limited effect on stability but can become problematic for sections with poor stability. Impounded water (all the way) up to RUK can become stability-threatening for sections with decent stability.