Dimensionering och bergförstärkning avser berganläggningar under jord på olika djup, men även grundläggning på berg och bergsslänter, samt förstärkning vid erosionsproblematik.
Det ”bärande huvudsystemet” i en berganläggning består som regel av bergmassan i samverkan med förstärkning. Dimensioneringen kan därmed inte grundas på samma typ av beräkningar som för andra byggnadsverk av stål, betong etc., bland annat därför att lasteffekt och motståndsförmåga inte är entydiga och oberoende. Andra svårigheter hänger samman med att bergmassans egenskaper styrs av bergets sprickstruktur och att dess egenskaper och kvalitet bestäms genom fåtalsprovning och därtill är skalberoende. Dessutom är själva utförandet av förstärkning en osäkerhet som behöver beaktas. Frågor om materials brandtålighet ska också beaktas i samband med projektering och byggande och det är ett område att utveckla vidare.
Ett exempel på behov av forskning och utveckling kan vara att utveckla metoder, tekniker och praktiska framgångsvägar för säker förstärkning och kontroll av förstärkning över tid. Utveckling och tydliggörande av dimensioneringsmetodik som uppfyller krav och förutsättningar enligt Eurokod 7. Men även utveckling av grunderna för observationsmetoden för praktisk tillämpning i bergmekanisk design. För att uppfylla normens krav krävs fördjupade kunskaper inom undersökningsteknik och tolkning av resultat (se ”Undersökning och karakterisering under planering, genomförande och drift”), liksom för karaktärisering av bergmassans egenskaper, och användning av materialmodeller för berg och förstärkning samt beräknings- och verifieringsmetoder. Även effektiva och förbättrande granskningsprocesser för att kontrollera stadga, beständighet, storskalig stabilitet och påverkan av tredjemans intresse (till exempel Geoteknisk kategori 3) av stora anläggningsprojekt kan behöva studeras. I samband med dimensionering behöver hänsyn till arbetsmiljön vid utförande av förstärkning tas med, som till exempel bultars längd och vikt. Metoder för övervakning av förstärkningens kapacitet, exempelvis detektion av bultbrott, är idag inte välkänd och behöver utvecklas.
För gruvor och andra djupförlagda anläggningar (exempelvis lageranläggningar) eller anläggningar med stora spännvidder behövs förstärkningsstrategier för att hantera stora deformationer. De stora spänningar som förekommer på större djup kan vid berguttag framkalla inducerade skalv (seismiska händelser) som kräver speciella åtgärder och produkter. Förstärkningselement och system som är eftergivliga och kan hantera dynamiska laster, så kallad dynamisk förstärkning, behöver utvecklas för denna typ av anläggningar.
Frågan om bergmassans egenskaper och hur de hanteras i konceptuella modeller är komplex och rymmer en mängd frågeställningar som materialmodellers osäkerhet. Beräkningar kan göras med analytiska lösningar eller numeriska metoder, i båda fall behövs metoder för att beräkna spridningar utifrån stokastiska fördelningar anpassade för praktisk tillämpning. Samverkanskonstruktioner kan ses i två huvudgrupper, dels den situation som är vanligast i vårt land, att bergmassan har den primärt bärande funktionen, som säkras med en samverkande bult- och ytförstärkning (sprutbetong), dels situationer när bergets bärförmåga är otillräcklig och det krävs en förstärkning som dimensioneras baserad på samverkan, vanligen med utgångspunkt i bergets responskurva (Ground Reaction Curve). I anslutning till samverkansfunktionen finns frågor kring förstärkningselementens bärförmåga i aktuella last- och deformationstillstånd. Hit hör exempelvis fiberarmerad sprutbetongs deformationsegenskaper och last-upptagande förmåga. Kännedom om förstärkningsmaterials funktion i samband med brand är nödvändig för att kunna bedöma funktion och säkerhet avseende brand.