Utvikling og evaluering av prosedyrer for gjennomføring av udrenerte skjærkrypforsøk i kvikkleire

Abstract

Denne masteroppgaven er knyttet til delprosjekt 6, «Kvikkleire» i forskningsprosjektet Naturfare - Infrastruktur, Flom og Skred (NIFS). Dette delprosjektet har som hovedmål å danne et bedre grunnlag for lik praktisering av tolkninger av grunnundersøkelser, beregninger og utredninger i områder med kvikkleire. Det har vist seg at prøver tatt med henholdsvis 54 mm stempelprøvetaker og blokkprøvetaker ikke gir samme målte styrkeparametere ved testing, selv om materialet er det samme. Et av formålet med denne masteroppgaven har vært å se på betydningen av denne forskjellen når en naturlig skråning blir belastet eller endret på. Laboratoriemålt styrkeparametere brukes i stabilitetsberegning og det er derfor viktig å evaluere styrkeparameterne, målt på blokkprøve, med tanke på risiko for sprøbrudd eller svekkelse av materialet på grunn av tidseffekter. Når en naturlig skråning blir belastet eller fysisk endret på vil det være mulig å se på effekten av udrenert skjærkryp. Et annet formål med masteroppgaven har vært å finne gode prosedyrer for alle leddene i prosessen fra prøvetaking fram til og med utført skjærkrypforsøk. Det ble også sett på muligheten for å kunne si noe om mobiliseringsgraden av udrenert skjærstyrke i de tilfellene der en blokkprøve går til krypbrudd. For at et materiale hentet fra et plant område som skal kunne brukes til skjærkrypforsøk, er det nødvendig å finne materialets flyteflate, slik at materialet kan konsolideres til riktig spenningstilstand. Det er derfor utført K0 -forsøk for å finne beliggenheten og formen til flyteflaten for materialet, med K0 =0,4 og 0,6 og trinntid 1 og 24 timer. Disse parameterne er valgt for å kunne si noe om formen på flyteflaten for materialet i det aktuelle spenningsområdet. Ulike prosedyrer for utførelse av K0 -forsøk har blitt testet ut. Flyteflatene er deretter skissert ut fra punktene funnet K0 -forsøk, og sammenlignet med teoretiske beregnede flyteflater.Det har vært utfordrende å gjennomføre høyt mobiliserte K0 -forsøk på kvikkleiremateriale med lang trinntid, ettersom forsøkene har enten har gått til brudd eller begynt å pådra seg kryp som følge av prosedyren. Det har med de testede prosedyrene ikke vært mulig å gjennomføre slike forsøk. Materialet og utstyret brukt i denne masteroppgaven viser seg egnet til å gi riktig grunnlag for besvarelse av problemstillingen. For å kunne si noe om udrenert skjærkryp på kvikkleire er det avgjørende at utgangspunktet for forsøkene er riktig i forhold til problemstillingen. Det er viktig å konsolidere prøvene til riktig spenningstilstand, ettersom materialet som brukes til forsøkene er hentet fra et plant område, men skal simulere en naturlig skråning. Ved å kjøre nok forsøk med likt utgangspunkt er det mulig å si noe om et stabilt område for udrenert skjærkryp. Usikkerhetene knyttet til K0 -forsøkene er mange, og det er behov for å gjennomføre flere K0 -forsøk med måling av poretrykk inne i prøvene, for å minske usikkerheten rundt effektivspenningsforholdene og trinntiden. På grunn av problemene med gjennomføring av høyt mobiliserte K0 -forsøk og tidsaspektet på denne masteroppgaven, fikk forfatter ikke utført udrenerte skjærkrypforsøk. En anbefalt prosedyre for gjennomføring av udrenerte skjærkrypforsøk er likevel beskrevet i masteroppgaven, til hjelp for utførelse av relevante skjærkrypforsøk ved en eventuell videreføring av arbeidet i denne masteroppgaven.