| dc.description.abstract | I begynnelsen av det tyvende århundre ble det oppdaget at visse finkornede marine avsetninger som er blitt hevet på land etter siste istid gjennomgår en faseendring fra fast til flytende ved mekanisk påvirkning, kalt kvikkleire. Dette skjer fordi flisige leirpartikler er stablet i en åpen «korthusstruktur», som blir ustabil når det opprinnelige marine porevannet erstattes med ferskvann. Dette har ført til flere skredhendelser, på bekostning av liv og verdier. Dagens kartlegging av kvikkleire baserer seg på interpolering av egenskaper mellom borepunkter. Praksisen er kostbar, og har dessverre ikke vært utelukkende suksessfull.
I prosjektoppgaven som innledet denne masteroppgaven, ble det vist statistisk at kvikkleire forekommer tre ganger hyppigere på flate områder enn i skråninger. Kvikkleireforekomst må altså kunne tilknyttes landskapsdannende sedimentologiske prosesser. For finkornede marine avsetninger, kan disse deles inn i fire geologiske landskapstyper: strandterrasser, marbakker, raviner og skredgroper. Fordi leirpartiklene i skredmateriale ikke er stablet som i den ustabile korthusstrukturen, vil skredmateriale ikke bestå av kvikkleire. I tillegg er det observert av andre at raviner begrenser skredutbredelse. Det er derfor de mindre eroderte strandterrassene mellom skredgroper og raviner, hvor det ut fra en geologisk begrunnelse eksisterer kvikkleire. En oversikt over skredgroper og raviner er dermed avgjørende for å vurdere hvor det er fare for kvikkleire. Som følge av erosjon og at menneskene har tatt i bruk disse arealene, er flere skredgroper og raviner ikke mulige å detektere fra overflateanalyser eller boreundersøkelser alene. Formålet i denne oppgaven er å kartlegge de fire ovennevnte landformene, for så å benytte informasjonen til å predikere kvikkleireforekomst, basert på forståelsen av hvordan kvikkleire korrelerer med de sedimentologiske prosessene og landformene.
Georadar er benyttet i denne oppgaven, for å undersøke et område på Skatvalhalvøya i Trøndelag. Her er ny E6 er under utbygging, og flere boreundersøkelser er utført i den forbindelse. Undersøkelsen i denne oppgaven er utført ved å systematisk tolke overflaten fra LiDAR-data og undergrunnen fra georadardataene. Dernest er tolkningene helhetlig sammenstilte til en geologisk modell som predikerer de fire landskapstypene.. Georadar har vist seg å være egnet for å identifisere strukturer som kan relateres til de fire geologiske landskapstypene, med observasjoner ned til ca. 10 m etter prosessering. Resultatet viser at området består av en betydelig andel skredgroper, som er i overenstemmelse med den sannsynlige geologiske utviklingen. Ut ifra dette er muligheten for kvikkleireforekomst predikert. Boreundersøkelsene korrelerer med prediksjonen. Resultatet kan indikere at kvikkleirens utstrekning er overestimert med den konvensjonelle metoden som er benyttet i forbindelse med veiprosjektet.
Oppsummert viser resultatene at en systematisk geologisk tilnærming for å kartlegge områder med finkornede marine avsetninger, ved bruk av detaljerte undersøkelser (som georadar), kan predikere kvikkleireforekomst minst like presist som dagens konvensjonelle metodikk. Dette åpner for et interessant spørsmål, om hvorvidt dagens konvensjonelle metode for å kartlegge kvikkleire burde suppleres og oppgraderes, ved å utprøve nyere og mer presise undersøkelsesmetoder og teknologi, som i større grad baseres på en geologisk tilnærming. Vil det til og med kunne øke prediksjonen i kartleggingen, til lavere kostnader og dermed økt sikkerhet for fremtidige liv og verdier? | |
| dc.description.abstract | In the first half of twentieth century, it was discovered that certain fine-grained marine deposits undergo a phase change from solid to liquid by mechanical disturbance, commonly called quick clay. This phenomenon occurs because the particles are stacked in an open “house-of-cards structure” and has led to several incidents with significant mass displacement, causing loss of lives and property. Today, the commonly used method to map quick clay is based on assumptions of the distribution of properties between drilling points. The method is costly and, unfortunately, not always successful.
In an initial study by the author, a statistical analysis of historic observations on several sites showed that quick clay occurred three times more frequently on flat areas than on slopes. Thus, quick clays are associated with landscape-forming sedimentological processes. For fine-grained marine deposits, this results in four geological landscape forms: beach terraces, shorefaces, ravines, and landslides. Since the clay particles in debris material will not be stacked as in the unstable lattice structure, such material will not consist of quick clay. There are also several observations by others, showing that ravines limit landslide propagation. Thus, the preserved horizontal beach terraces that are surrounded by landslides and ravines, are associated with a higher risk of quick clay. Consequently, an overview of landslides and ravines is crucial for assessing quick clay mapping. However, subsequent erosion and anthropogenic cultivation of the marine deposits has made it impossible to detect many of the historic landslides and ravines from surface analyses or drilling surveys. The purpose of this thesis is, therefore, to map the concealed structures that result from these processes and, using that information, to predict the occurrence of quick clay based on the understanding of its correlation with sedimentological processes and landforms.
Ground penetrating radar (GPR) was used to survey an area on the Skatval peninsula in Trøndelag. The site was chosen due to a new highway being under development, and conventional drillings had recently been completed. A revised analysis of the site was produced by systematically interpreting the surface from LiDAR-data and subsurface from GPR-data, which were compiled, holistically. After processing, GPR proved to be well suited for identifying structures to a depth of 10m, that could be related to the mentioned landscape types. The interpretation of the new survey data also showed that a significant proportion of the area concealed older landslides, which is consistent with the likely geological development of the area. Based on this and the correlation between slope angle and quick clay frequency, the probability of quick clay could be predicted. The results of the previous drilling investigations correlate with the prediction. However, the interpretation suggests that the extent of quick clay might have been overestimated by the conventional technique of extrapolation between drilling points.
Overall, the findings show that a geological approach to map areas with fine-grained marine deposits, supported by detailed survey data (such as GPR), may enable predictions of quick clay deposits that are at least as reliable and precise as those obtained from conventional methods. This poses the interesting question, of whether the conventional approaches to quick-clay surveying and mapping might benefit by making use of newer and more precise survey technologies and a geological-analysis approach. Could such an upgrade even make it possible to increase the accuracy of quick clay predictions, at lower costs as well as giving more effective protection of property and lives? | |
