Spreiing av salt og påverknad av geokjemiske og geotekniske eigenskapar i lågsalte marint avsette leirer

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Spreiing av salt og påverknad av geokjemiske og geotekniske eigenskapar i lågsalte marint avsette leirer"

Markus Isaksen
7 år siden
Visninger:

1 Spreiing av salt og påverknad av geokjemiske og geotekniske eigenskapar i lågsalte marint avsette leirer NGF Yngres dag 24. mai 2012 Tonje Eide Helle Ingelin Gjengedal

2 Samarbeidspartnarar Forprosjekt finansiert av NGF

3 Kvikkleiresone Bøle, Skien kommune Kvikkleire Dårleg stabilitet (F=1,0) Skipsvrak - Verneverdig kulturminne Fylling i elva?

4 Moum et al. (1968) Effekten ulike salt som klorid har på den omrørte udrenerte skjerstyrken i klorittisk-illitisk kvikkleire. Frå Moum et al

5 Saltdiffusjon anno 1968 Effektiv diffusjonslengde, totalmengde diffundert salt og nødvendig tid for ein saltbrønn tilsatt KCl med diameter 15 cm. Frå Moum et. al 1968.

6 Utprøving av metoden Eggestad og Sem (1976)

7 Konklusjonar frå studia på 60-/70-talet Effekt på geotekniske eigenskapar: Aukas u og s ur Om lag uendra w Aukaw L og liten auke av w P Auka forkonsolideringsspenning KCl mest effektivt

8 Geokjemi i norske marine leirer (1/2) Diffust dobbeltlag i kvikkleire er større enn i marin leire med lågare grad av utvasking Fører til Redusert skjerstyrke (omrørt) Auka sensitivitet Redusert flytegrense Figur henta frå SGI (2004) Quick clay in Sweden

9 Geokjemi i norske marine leirer (2/2) Kationa si evne til å bli adsorbert til overflata av leirminerala: Na + < K + < Mg 2+ < Ca 2+ < Fe 2+ < Fe 3+ < Al 3+ Kationa si evne til å auke skjerstyrken: Na+ < Fe 2+ Mg 2+ Ca 2+ < Fe 3+ < K + < Al 3+ Kationa si evne til å auke flytegrensa Na + < Fe(OH) 3 = Fe 2+ = Mg 2+ = Ca 2+ < Fe 3+ < Al 3+ = K + < Al(OH) 3 Løken (1968), Løken (1970)

10 Berekningseksempel Bøle (1/4)

11 Berekningseksempel Bøle (2/4)

12 Berekningseksempel Bøle (3/4)

13 Berekningseksempel Bøle (4/4)

14 Kostnadsestimat Bøle Alternativ Estimert kostnad kr eks.mva. Innsparing kr eks.mva. Innsparing % c/c 2,5 m, 2 installasjonar 18,4 mill 4,1 mill 18 c/c 3,0 m, 2 installasjonar 16,0 mill 6,5 mill 29 c/c 2,5 m, 1 installasjon 14,3 mill 8,2 mill 36

15 Laboratoriearbeid Saltdiffusjon i kvikkleire

16 Tre ulike metoder for å studere saltdiffusjon Prøver er lagt i beger saman med saltløysing Det er laga enkle diffusjonsceller Det er laga ein saltbrønn i lite format ved bruk av ei blokkprøve

17 Prøver i beger med saltløsying Tidsrom: 2 og 30 døgn Saltkonsentrasjonar: 30 g KCl/l, 125 g K+/l og ei tjuktflytande saltblanding

18 Resultater for begerprøver 30 g KCl/l, d=9,0-9,8 m su sr Differanse, geotekniske eigenskapar: [kpa] St Uomrørt skjærstyrke: auka med 158 % Omrørt skjærstyrke: 0,2 10,9 kpa Sensitivitet: 89 4,2 Flytegrense: 32,37 43,76% Utrullingsgrense: 20,7 26,41 % [døgn]

19 Resultater for begerprøver 125 g K+/l, d= m su sr Differanse, geotekniske egenskaper: [kpa] St Uomrørt skjærstyrke: auka med 117 % Omrørt skjærstyrke: 0,2 11,3 kpa Sensitivitet: 89 5,0 Flytegrense: 32,37 46,58 % Utrullingsgrense: 20,7 26,14 % [døgn]

20 Resultater for begerprøver Saltblanding, d= m su sr Differanse, geotekniske egenskaper: [kpa] St Uomrørt skjærstyrke: auka med 70,6 % Omrørt skjærstyrke 0,1 6,6 kpa Sensitivitet: 201 5,2 Flytegrense: 27,12 36,93 % Utrullingsgrense: 20,84 22,59 % [døgn]

21 Enkle diffusjonsceller

22 Enkle diffusjonsceller Tidsrom: 2,5,10,15 og 30 døgn Saltkonsentrasjonar: 125 g K+/l og tjuktflytande saltblanding

23 Resultater diffusjonsceller, 125 g K+/l [kpa] g K+/l, 4 døgn, d=13,04 m su sr Opprinngelig su Differanse, geotekniske egenskaper: Uomrørt skjærstyrke auka med 283 % Omrørt skjærstyrke 0,1 8,1 kpa Sensitivitet: 201 9,5 Utrullingsgrense: 20,8 25,5 % Flytegrense: 27,1-50,7 % KCl [cm] H2O (Diagram viser utviklingen i prøven fra KCl til H2O)

24 Resultater diffusjonsceller, 125 g K+/l [kpa] 125 g K+/l, 32 døgn, d=13,26 m 70 su sr KCl [cm] H2O Differanse, geotekniske egenskaper: Uomrørt skjærstyrke: auka med 200 % Omrørt skjærstyrke: 0,1 5,4 kpa Sensitivitet: ,16 Utrullingsgrense: 20,8 24,7 % Flytegrense: 27,1 53,0 % (Diagram viser utviklingen i prøven fra KCl til H2O)

25 Resultater diffusjonsceller, saltblanding [kpa] 3 døgn, d =10,65m 45 su sr 35 Opprinngelig su KCl H2O [cm] (Diagram viser utviklingen i prøven fra KCl til H2O) Differanse, geotekniske egenskaper: Uomrørt skjærstyrke: auka med 92,25 % Omrørt skjærstyrke: 0,1 9 kpa Sensitivitet: 201 4,3 Utrullingsgrense: 20,8 27,5 % Flytegrense: 27,1 44,7 %

26 Resultater diffusjonsceller, saltblanding [kpa] 32 døgn, d =10,32 m 35 su sr Opprinngelig su KCl H2O [cm] (Diagram viser utviklingen i prøven fra KCl til H2O) Differanse, geotekniske egenskaper: Uomrørt skjærstyrke: auka med 56,2 % Omrørt skjærstyrke: 0,1 6,2 kpa Sensitivitet: Utrullingsgrense: 20,8 26,8 % Flytegrense: 27,1 55,7 %

27 Saltbrønn i lite format

28 Saltbrønn i lite format Rutineundersøkelser, geokjemisk analyse, ødometerforsøk og treaksialforsøk

29 Resultater rutine- og ødometerforsøk Naturlig prøve CRS01 CRS02 Vanninnhold, w [%] 37,27 37,0 37,8 Prekonsoliderings spenning, σ c [kpa] Ødometermodul, M oc [MPa] 3,1 4,68 5,39 Modultall, m [ ] 24 18,8 19 Konsolideringskoe ffisient, c V [m 2 /år] 13,9 16,4 16,9 Geotekniske eigenskapar, naturlig prøve: Uomrørt skjærstyrke: 15,2 kpa Omrørt skjærstyrke: 1,2 kpa Sensitivitet: 12,7 [kpa] su sr [%] w wp wl

30 Resultater, treaksialforsøk τ [kpa] q [kpa] p' [kpa] Skjærstyrken har auka 15 % % 5.00% 10.00% ε [%] 15.00% 20.00%

31 Sammendrag Vatninnhold nesten uendra Utrullingsgrense har auka gjennomsnittlig 28 % Flytegrense har auka gjennomsnittlig 65 % Uomrørt og omrørt skjærstyrke har auka betraktelig Prekonsolideringsspenninga har auka med 10 %

Like dokumenter

Naturfareprosjektet: Delprosjekt 6 Kvikkleire. Saltdiffusjon som grunnforsterking i kvikkleire

Naturfareprosjektet: Delprosjekt 6 Kvikkleire Saltdiffusjon som grunnforsterking i kvikkleire 33 2013 R A P P O R T Naturfareprosjektet: Delprosjekt 6 Kvikkleire Saltdiffusjon som grunnforsterking i kvikkleire