Rate effects in Halden silt

Abstract

Testområdet i Halden har blitt brukt til flere forskjellige geotekniske undersøkelser i silt. CPTU sonderinger og prøvetaking av blokkprøver av høy kvalitet har blitt utført på området. Denne masteroppgaven ser nærmere på effekten av hastighet på tester i felt og i laboratoriet som brukes for å estimere den udrenerte skjærstyrken. Tidligere forskning tilsier at effekt av hastighet påvirker reultatet i siltmaterialer. Dreneringsforholdene i området blir også undersøkt. Vanligvis vil dreneringsforholdene endre seg ved høyere eller lavere hastighet, men dette var ikke tilfellet.

Totalt syv treaksialforsøk ble utført med tre forskjellige hastigheter, i tillegg til tolkning av fem CPTUer med forskjellige hastigheter. Tre forskjellige metoder for å estimere den udrenerte skjærstyrken, som førte til beslutningen av å benytte en metode kombinert med annen for å få best mulig resultat. Treaksialforsøkene var lite påvirket av de forskjellige hastighetene, som tilsier at det ikke er en effekt av hastighet i Halden silten. Dette ble bekreftet av estimatene fra CPTU sonderingene.

CPTU sonderingene viste den samme responsen. Det var ingen tydelig trend for den udrenerte skjærstyrken over de forskjellige hastighetene. Intervallet som ble valgt for tolkning av CPTU kan ha blitt påvirket av laget over silten, som er av et grovere materiale.

Videre så viste det seg at dreneringsforholdet der CPTU og treaksialforsøkene ble utført var delvis drenering, selv ved de hurtigste gastighetene. Vanligvis fører høy hastighet til drenerte forhold, standard hastighet til delvis drenering og lav hastighet til udrenerte fohold. Dette var ikke tilfellet for noen av de undersøkte hastighetene i denne oppgaven. Delvis drenering fører til en mer komplisert tolkning av den udrenerte skjærstyrken, og resultatene bør derfor evaluerer med stor forsiktighet.

The Halden test site has been used for different geotechnical purposes in silt. Here, CPTU soundings and extraction of high quality block samples have been performed. This thesis aims to investigate the effects of different rates during testing in the laboratory and in the field. Previous research shows that silty materials often result in different results with regards to undrained shear strength by varying the rate, which is why the silt from this test site is investigated. The drainage conditions in the selected focus intervals were also examined. Usually, the drainage conditions change when the rate is increased or decreased.

Seven triaxial tests were performed at three different rates, in addition to five CPTU soundings. Three different methods for evaluating the undrained shear strength for the triaxial tests were carried out, which lead to the decision of using one combined with one of the other for a more fitting determination of the strength. The triaxial tests showed little significant rate effects in the silt, which were confirmed with the results from the CPTU estimates as well.

The CPTU soundings showed the same response. No clear trend in the undrained shear strength at the chosen interval. However, the depth interval for the CPTU soundings might have been influenced by a coarser layer just above.

However, all the tests measured in the field occurred under partial drainage conditions, even at the highest rates. Usually, high penetration rate with CPTU results in drained conditions, standard rate results in partial drainage and slow rates results in undrained conditions. The resulting undrained shear strength becomes more complicated due to the partial drainage, and the results should be evaluated more carefully.