Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Kompressionsegenskaper hos sulfidjordar En fält- och laboratoriestudie av provbankar Licentiatseminarium 2012-10-23 Mattias Andersson.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Kompressionsegenskaper hos sulfidjordar En fält- och laboratoriestudie av provbankar Licentiatseminarium 2012-10-23 Mattias Andersson."— Presentationens avskrift:

1 Kompressionsegenskaper hos sulfidjordar En fält- och laboratoriestudie av provbankar Licentiatseminarium Mattias Andersson

2 • Inledning – Bakgrund – Mål och syfte – Omfattning och avgränsning • Provbankarna i Lampen – Fältundersökningar och fältmätningar – Laboratorieförsök – Instrumentering och byggnation – Resultat från laboratorieförsök och fältmätningar • Slutsatser Licentiatseminarium - Mattias Andersson2 Presentationens innehåll

3 • Bakgrund – Sulfidjord har som regel låg bärförmåga, är mycket sättningsbenägen och kan inverka negativt på miljön och konstruktionsmaterial vid felaktig hantering. – Vid grundläggnings- och anläggningsarbeten eftersträvas där så möjligt, av miljö- och/eller kostnadsskäl, att använda sulfidjorden på plats som en del av konstruktionen istället för att tillämpa exempelvis den vanligt förekommande förstärkningsåtgärden urgrävning med återfyllning av annat material. – I Sverige finns sulfidjordar (tidigare kallad svartmocka) företrädesvis i ett brett stråk utmed norrlandskusten, från Gävle i söder till Haparanda i norr. – Bygg- och anläggningsbranschen saknar just nu tillförlitliga verktyg för att kunna prognosticera sättningar inklusive långtidssättningar i sulfidjord med bra tillförlitlighet. Uppmätta verkliga sättningar orsakad av belastningen från en anläggning eller byggnad på sulfidjord avviker relativt ofta tydligt från de på förhand beräknade och förväntade sättningarna Licentiatseminarium - Mattias Andersson3 Inledning

4 Licentiatseminarium - Mattias Andersson4 Sulfidjord – typiska egenskaper - svavel- och järninnehåll - organiskt material - lera eller silt - svart eller svartbandad (järnmonosulfid) - luktar (svavelväte) - låg hållfasthet - hög kompressibilitet - stora krypdeformationer - låg densitet - varvig/skiktad jordprofil } Problemjord EJ enhetlig jordart! Samlingsnamn för finkornig jord med bl.a. följande typiska egenskaper:

5 • Mål och Syfte – Målet med arbetet i detta licentiatarbete var att förbättra kunskapen om sulfidjordars kompressionsegenskaper med fokus på krypegenskaper. Detta framförallt genom att studera sättningar hos konstruktioner i fält men även genom laboratorieförsök. – Ett annat mål var att etablera ett provfält med väl instrumenterade bankar där sättningar och portryck kan följas upp under många år. – Syftet med projektet var att skapa ett bättre empiriskt underlag, baserat på fält- och laboratorieförsök, för bedömning av kompressionsegenskaper inklusive krypegenskaper i sulfidjord Licentiatseminarium - Mattias Andersson5 Inledning

6 • Omfattning och avgränsning – Licentiatarbetet som presenteras i denna rapport är avgränsat till att huvudsakligen studera kompressionsegenskaper (sättningsegenskaper) i sulfidjordar vid provfältet i Lampen. – I arbetet ingår också en litteraturstudie av tidigare erfarenheter av sulfidjordars egenskaper i allmänhet och med fokus på kompressionsegenskaper i synnerhet. – I licentiatuppsatsen presenteras arbetet med och resultaten av uppbyggnad av två provbankar på sulfidjord vid provfältet i Lampen strax utanför Kalix intill nya Haparandabanan. – En första enkel endimensionell beräkning genomförs av provbankarnas sättningar avseende storlek och tidsförlopp Licentiatseminarium - Mattias Andersson6 Inledning

7 Licentiatseminarium - Mattias Andersson7 Provbankarna i Lampen

8 Licentiatseminarium - Mattias Andersson8 Provbankarna i Lampen

9 Licentiatseminarium - Mattias Andersson9 Fältundersökningar och fältmätningar • Utförda fältundersökningar och fältmätningar – CPT-sondering – Vingförsök – Kolvprovtagning – Sticksondering – Torvprovtagning – Densitetsbestämning av bankmaterial i fält – Mätning av portryck – Mätning av rörelser (deformationer) – Mätning av jord- och lufttemperatur.

10 Licentiatseminarium - Mattias Andersson10 Laboratorieförsök • Utförda Laboratorieförsök – Rutinförsök – Glödgning – Bestämning av kompaktdensitet – Sedimentationsanalyser – Miljöanalyser i form av järn- och svavelhalter samt mätning av halterna organiskt och oorganiskt kol. – CRS-försök – Försök i ödometerutrustning (stegvisa försök, av- och pålastningsförsök och krypförsök) – Permeabilitetsförsök – Direkta skjuvförsök – Proctorpackning på bankmaterial – Kompressionsprovning på torv

11 Licentiatseminarium - Mattias Andersson11 Instrumentering och byggnation Bank 1

12 Licentiatseminarium - Mattias Andersson12 Instrumentering och byggnation Skyddsrör och diverse mätutrustning före installation

13 Licentiatseminarium - Mattias Andersson13 Instrumentering och byggnation Portrycksrör 110mm skruv Vattenspolning Pp rör, 2 tum Spets, filter 165mm Adapter Modell ”Joel” Pp rör bank 2

14 Licentiatseminarium - Mattias Andersson14 Instrumentering och byggnation Upplastning ytterligare 0,5 m, bank 1 Två provbankar - 30x30 m 2 - 1,5 m respektive 2 m hög - Byggda sep 2010 och aug 2011 Skydda installerad instrumentering

15 Licentiatseminarium - Mattias Andersson15 Resultat

16 Licentiatseminarium - Mattias Andersson16 Resultat • Jordprofil under provbankarna

17 Licentiatseminarium - Mattias Andersson17 Resultat Basegenskaper från rutinförsök

18 Licentiatseminarium - Mattias Andersson18 Resultat Röd linje = in-situ spänning Svart linje = OCR 1,6 Blåstreckad linje = Medelvärdet baserat på CRS-försöken Utvärderade förkonsolideringstryck från CRS-försök (gröna fyrkanter) och stegvisa ödometerförsök (orangea bollar).

19 Licentiatseminarium - Mattias Andersson19 Resultat Resultat från standard stegvisa ödometerförsök. Prov från borrhål SGI 46 (bank 1) och djup 2 m.

20 Licentiatseminarium - Mattias Andersson20 Resultat Resultat från standard stegvisa ödometerförsök. Prov från borrhål SGI 46 (bank 1) och djup 2 m. Utvärdering av krypparametrar.

21 Licentiatseminarium - Mattias Andersson21 Resultat Resultat från utvärdering av krypparametrar för samtliga utförda standard stegvisa ödometerförsök

22 Licentiatseminarium - Mattias Andersson22 Resultat Resultat från stegvisa ödometerförsök (krypförsök). Prov från borrhål SGI 46 (bank 1) och djup 2 m. Sista laststeget under 297 dygn. Kryplasten motsvarar effektiva vertikalspänningen in-situ plus en banklast på 54 kPa.

23 Licentiatseminarium - Mattias Andersson23 Resultat Resultat från stegvisa ödometerförsök (krypförsök). Prov från borrhål SGI 46 (bank 1) och djup 3 m. Sista laststeget under 297 dygn. Kryplastens spänningsnivå var något över förkonsolideringstrycket.

24 Licentiatseminarium - Mattias Andersson24 Resultat Gröna trianglar = permeabilitet utvärderad från CRS- försök Särskilda permeabilitetsförsök i triaxialceller -Röd färg innebär att provet belastats med in-situ spänning. -Blå färg är in-situ spänning plus en tänkt banklast på 30 kPa. -Svart färg är in-situ spänningen plus en tänkt banklast på 60 kPa.

25 Licentiatseminarium - Mattias Andersson25 Resultat Lastökning 30 kPa Portrycksökning kPa Lastökning 10 kPa Portrycksökning kPa

26 Licentiatseminarium - Mattias Andersson26 Resultat

27 Licentiatseminarium - Mattias Andersson27 Resultat Jämförelse mellan sättningar uppmätta med horisontalslang och markpeglar för bank 1.

28 Licentiatseminarium - Mattias Andersson28 Resultat Jämförelse mellan sättningar uppmätta för bälgslang B1 i bank 1 samt skruvpeglar i bank 1.

29 Licentiatseminarium - Mattias Andersson29 Resultat

30 Licentiatseminarium - Mattias Andersson30 Slutsatser • Två provbankar, en med höjden 1,5 m (bank 2) och en med höjden 2,0 m (bank 1), har byggts vid provfältet i Lampen. Mätutrustningar har installerats för att mäta rörelser och portryck i den underliggande sulfidjorden. Byggnationen, installationen och mätningarna har överlag fungerat bra. • Provtagning och efterföljande hantering av kolvprover av sulfidjord har även i detta arbete visat sig vara viktigt att utföra med stor försiktighet och enligt givna rekommendationer. Vid provtagning är erfarenheten från detta projekt och några tidigare projekt att standard kolvprovtagare, St II ger högre kvalitet på kolvprover än St I. • Mätningar av inklinometerrören i provbankarnas krön och släntfot visar på relativt stora och utåtriktade horisontalrörelser. Vid det senaste mättillfället, ca 1,2 år efter byggnationen av bankarna var för de båda provbankarna förhållandet mellan de horisontella och vertikala (sättningar) rörelserna ungefär mellan en fjärdedel till en tredjedel. • De utförda CRS-försöken visar på relativt stor kompression hos sulfidjordsproverna innan ”knycken” uppstår i spännings-töjningskurvan, dvs. där förkonsolideringstrycket utvärderas. Som regel uppnås förkonsolideringstrycket vid ca % kompression av jordprovet. Det har varit möjligt att utvärdera ett förkonsolideringstryck från samtliga CRS-försök utförda på kolvprover upptagna med standard kolvprovtagare, St II. Trots den relativt stora kompressionen som erhölls innan förkonsolideringstrycket uppnåddes har proverna bedömts som i princip ostörda.

31 Licentiatseminarium - Mattias Andersson31 Slutsatser

32 Licentiatseminarium - Mattias Andersson32 Tack!


Ladda ner ppt "Kompressionsegenskaper hos sulfidjordar En fält- och laboratoriestudie av provbankar Licentiatseminarium 2012-10-23 Mattias Andersson."

Liknande presentationer


Google-annonser