Effekt av lagringstid for 54 mm sylinderprøver av leire fra Tiller

Abstract

I enkelte perioder får geotekniske laboratorier inn flere prøver enn de har kapasitet til teste, noe som fører til at prøvene må lagres. I tillegg er det vanlig at prøvetakingen foregår hele arbeidsuken før alle prøvene fraktes samlet til laboratoriet. Dette fører til at jordprøvene gjerne blir lagret en stund før de blir testet. Før prøvene ankommer laboratoriet lagres de gjerne ved romtemperatur. I laboratoriet er det også vanlig å spare på reserveprøver i tilfelle noe går galt med det første forsøket som utføres. Av både økonomiske og sikkerhetsmessige hensyn er det viktig at testene i laboratoriet gir representative materialparametere for jorden ute i felt. Derfor er det behov for å finne ut om lagring av jordprøver påvirker kvaliteten av testene. Dette har vært studert ved flere anledninger tidligere, men omfanget av disse og leirtypene som er benyttet har variert. Det er derfor behov for en utvidet studie av lagringseffekten for norsk leire. I denne studien er det i alt åpnet 29 prøvesylindere, hvor det har blitt utført rutineundersøkelser og ødometerforsøk(CRS) på samtlige sylindere og treaksialforsøk(CAUC) på alle som er åpnet i løpet av våren 2015, altså 17 sylindere. I løpet av våren 2015 er det total utført 21 ødometerforsøk og 22 treaksialforsøk. Sylinderne ble åpnet etter omtrent 0 dager, 40 dager (1md), 80 dager (2.5md) og 140 dager (4.5md). Ut i fra denne studien ser det ut til at egenskapene til prøvene endres noe ved lagring. For det første ser det ut til at vann kan migrere innad i sylinderen. For eksempel ser det ut til at det kan oppstå en vannstrøm nedover i sylinderen. Det ser ikke ut til at dette er en direkte effekt av hvor lenge prøven er lagret, men er heller antatt å være avhengig av små forskjeller i forsegling. For det andre ser det ut til at pH-verdien reduseres, noe som antakelig er på grunn av oksidering av organisk materiale. Denne reduksjonen i pH viser tydelig at det er noe som skjer med prøven under lagring og at det er verre å lagre prøven i 20oC enn ved 5oC. For det tredje ser det ut til at den udrenerte skjærstyrken vil bli redusert ved lagring. Ved enaksielt trykkforsøk ser det ut til at det for sensitive leire blir en reduksjon på omtrent 20%i løpet av den første måneden, mens den for ikke sensitiv leire ikke endres. Reduksjonen av udrenert skjærstyrke ser ut til å være tydeligere når den er målt med CAUC-fosøk. Der ble det for ikke sensitiv leire observert 9%reduksjon i 5oC og 19% i 20oC fra én til 4.5 måned lagring. Det ser også ut til at det er verre å lagre prøvene i 20oC enn 5oC når skjærstyrken for en gitt lagringstid sammenliknes. Likevel er det bare observert 2 % reduksjon av udrenert skjærstyrke fra én til 2.5 måned ved lagring i 20oC, noe som tyder på at styrken kan bevares forholdsvis lenge selv ved denne temperaturen. Det er også observert at mange parametere ikke endres merkbart med tiden. For det første ser det ut til at det ikke foregår uttørking av hele sylinderen. For det andre ser det ut til at de fleste rutineegenskaper er uforandret; som omrørt skjærstyrke, plastisitetsviii grense, flytegrense, flyteindeks og saltinnhold. For det tredje ser det ut til at prøveforstyrrelsen målt ved ¢e/e0 ikke endres med lagringstiden, verken for ødometer eller treaksialforsøk. Heller ikke dilatansen før eller ved brudd, bruddtøyning eller stivhet ser ut til å endres merkbart med lagringstiden. Videre er det observert at enkelte parametere endres ved økt prøveforstyrrelse, målt ved poretallsendring ved konsolidering. Dette gjelder stivhet, bruddtøyning og styrke målt ved samtlige forsøk. Videre ser det også ut til at både topp- og bunnpunktet på ødometermodulkurven reduseres, samtidig som at det fører til redusert prekonsolideringsspenning. I treaksialforsøk ser det ut til at økt prøveforstyrrelse fører til en mer kontraktant oppførsel frem til brudd, men en mer dilatant bruddutvikling. Det foreslås at lagringseffekten kan kjennetegnes ved at den udrenerte skjærstyrken reduseres uten at andre normale kjennetegn for forstyrrelse oppstår, som økt bruddtøyning og økt vannutpressing ved konsolidering. Siden det har vist seg at styrkeverdiene reduseres ved lagring fører dette til at mer konservative parametere blir benyttet ved prosjektering, mens sikkerheten fortsatt er ivaretatt. Ut i fra denne studien anbefales det fortsatt å testes prøvene så raskt som mulig etter prøvetaking. Det ser likevel ut til at det er viktigere å ta seg god tid til å utføre prøvetakingen på en godmåte, da det har vist seg at slik prøveforstyrrelse har større påvirkning enn lagring opp til 4.5 måned. Reserveprøver i laboratoriet ser ut til å kunne oppbevares noe tid uten å miste kvaliteten. Dette fordrer at prøvene er pakket på en god måte slik at tørking og tilgangen på oksygen begrenses. Prøvene i denne studien ble pakket inn i aluminiumsfolie og vått papir, før de ble lagt i tett plastpose med minst mulig luft og er oppbevart i kjøleskap. Dette ser ut til å gi representative forsøk for treaksialforsøk etter minst to dager lagring. For ødometerforsøk ser det ut til at prøvene fortsatt er representative etter to uker.