'Norwegian University of Science and Technology (NTNU) Library'
Abstract
Kontroll på elementer som fører til påvirkning av egenskaper til jordprøver er viktig innen geoteknikk. De fleste geotekniske beregninger og vurderinger baserer seg på parametere fra laboratorieundersøkelser utført på prøver hentet fra områder hvor ulike arbeid er prosjektert. Prøveforstyrrelse i laboratorieprøver kan medføre konservative eller liberale tolkninger av resultater som er usikre. Dette kan resultere i at grunnforholdene blir vurdert å være svakere enn det som er riktig. Ofte kan dette føre til økte kostnader for arbeidene som er prosjektert. I motsatt fall kan beregningen føre til at grunnen er mer usikker enn det som antas. Dette kan ha alvorlige sikkerhetskonsekvenser om arbeider på grunnen feildimensjoneres.
Denne oppgaven ser på effekten av lagring ved ulik temperatur på siltig leire fra Skien. Litteraturstudiet viser at forventet effekt av lagring vil være redusert stivhet i materiale, skjærstyrke, prekonsolideringstrykk, omrørt skjærstyrke og sensitivitet. Årsaker til forringet kvalitet av lagrede prøver er migrasjon av porevæske, inntørking, oksidasjon, andre kjemiske reaksjoner, temperatur og fuktighetsforandringer.
Det har vært benyttet miniblokkprøver i forsøkene. Prøvene er hentet fra ulik dybde i nærliggende boreserier fra Mælagata i Skien. Tre blokker er undersøkt i prosjektet. En har vært lagret i kjølerom (5C) og to i romtemperatur (20C). En ekstra blokk ble undersøkt fordi resultatene fra første blokk lagret ved 20C ikke var tilfredsstillende.
Det har blitt utført fire treaksialforsøk (CAUc), 10 ødometerforsøk (CRS), fem omrørte konusforsøk, seks hydrometeranalyser og Atterbergs grenser er avgjort for fem utvalg. Det er i tillegg utført utvidet analyse av vanninnhold i seks snitt fra to av blokkene. Diskusjon rundt effekt av lagring ved ulik temperatur og grad av prøveforstyrrelse er basert på de samlede resultatene fra disse forsøkene. Visuell inspeksjon og hydrometeranalyser har vist at materialet i studien var av heterogen karakter. Det ble påvist siltig leire og leirig silt over svært små avstander innad i blokkprøver. Det ble også avdekket område med leire. Stor variasjon i type material har ført til at resultatene fra ødometerforsøk har vist svært ulik oppførsel og derfor er usikre.
Vanninnholdet i den første blokken (oppbevart ved 20C) var hele 11% lavere enn i blokk nummer to (oppbevart ved 5C).Dette førte til at prøveresultater i de ulike analyser var lite egnet til sammenligning. Det ble derfor åpnet en ny prøve som var lagret i 20C. Vanninnholdet i denne var tilnærmet likt vanninnholdet i blokkprøven lagret i 5C. Undersøkelse av disse blokkene kunne benyttes for å vurdere prøveforstyrrelse etter lagring ved ulike temperaturer.
Prøvemateriale lagret ved 5C viste seg å være lite forstyrret. Treaksialforsøk har gitt en udrenert skjærstyrke på 44,7kPa og en omrørt skjærstyrke fra omrørt konus test på 0,8kPa. Tilsvarende verdier for prøve undersøkt samme dag som prøvetaking var 45,0kPa og 0,3kPa. Noe økning i omrørt skjærstyrke skyldes trolig migrasjon av porevæske. Vellykkede ødometerforsøk fra blokkprøven lagret ved 5C viser en klar og tydelig p c-oppførsel og et tydelig fall i ødometermodul i overgangen mellom overkonsolidert og normalkonsolidert område.
Prøvemateriale lagret ved 20C viser tydelige tegn på prøveforstyrrelse. Klassifisering av prøvekvalitet basert på volumtøyning og poretallsforhold ved konsolidering viser at kvaliteten er forringet. Resultat fra treaksial test viser en reduksjon av udrenert skjærstyrke på hele 30%, og resultater fra ødometerforsøk viser en kraftig reduksjon i prekonsolideringstrykk. Ødometer med prøve hentet fra øverst i miniblokkprøven viser et materiale med tilnærmet normalkonsolidert oppførsel.
Utvidet analyse av vanninnhold viser at det er stor grad av porevæskemigrajon uavhengig av lagringstemperatur. Prøve lagret ved 20C har tørket ut i ytterkant av prøven, mens det er indikasjoner på at porevann migrerer innover i prøven for prøve lagret ved 5C. Prøvene viser en tendens til høyere vanninnhold midtveis inn til midten av prøven enn i selve sentrum.
Arbeidet viser at lagring av prøve uten kjøling påvirker prøvens egenskaper i tråd med det som er avdekket i litteraturstudier. Lagring av prøve ved 5C bevarer derimot mye av prøvens opprinnelige materialeegenskaper. Det anbefales derfor å oppbevare prøver kjølig for å få gode prøvesvar etter lagring. Undersøkelsen som ble gjort vurderte prøve som hadde vært lagret i 550 dager. Det er også observert at prøveforstyrrelse er størst i toppen av begge prøvene