Resultater fra prøvetaking i felt

Transkript

1 Resultater fra prøvetaking i felt Sammenligning mellom forsøksresultater fra ulike prøvetakere Rolf Sandven Multiconsult

2 Innhold Resultater fra feltstudie Hva kan vi forvente? Eksempler fra tidligere studier Bakgrunnsinformasjon fra forsøkssted Generell informasjon Tidligere felt- og laboratorieresultater Resultater fra prøvetakings- og forsøksprogram fra feltlaboratorium (SVV Geomobil 1)

3 NGF seminar Prøvetaking og laboratorieundersøkelser Hva kan vi forvente? Eksempler fra tidligere forskning (NTNU, NGI, Statens vegvesen m.fl.)

4 Deviator stress (kpa) NGF seminar Prøvetaking og laboratorieundersøkelser mm blokkprøve 54 mm kompositt Block 3 54 mm tube Block (Test Block 3) - specimen at 11.4 m, r = 1.69 Mg/m3, w = 65%, DV/V (consol) = 2.1% Tube (Test 54/1) - specimen at 11.1 m, r = 1.65 Mg/m3, w = 66%, DV/V (consol) = 3.% Denotes peak deviator stress Axial strain (%) Onsøy fet leire: Sammenligning CAUc, 11.1/11.5 m Onsoy - Comparison of Block and 54 mm dia. tube samples 11.1m to 11.5m

5 25 mm blokk 54 mm kompositt Glava leire: Sammenligning CAUc, 6.5/6.85 m

6 Deviator stress (kpa) NGF seminar Prøvetaking og laboratorieundersøkelser mm stål 54 mm kompositt Kven steel, 7.45 m, 37.8%, Mg/m3, 2.47% Kven1-3-c-2 - plastic, 7.4 m, 34%, Mg/m3, 1.89% Values given above are depth, initial water content, initial density and volume change during consolidation Denotes peak deviator stress Axial strain (%) Tiller kvikkleire: Sammenligning CAUc, 7.4/7.45 m Kvenild - Comparison of steel and plastic 54 mm samples 7.4 m / 7.45 m

7 Deviator stress (kpa) NGF seminar Prøvetaking og laboratorieundersøkelser mm blokkprøve 54 mm stål Kven steel, 7.45 m, 37.8%, Mg/m3, 2.47% KvenB1-2-C3, 7.63 m, 35.5%, 1.92 Mg/m3,.97% Values given above are depth, initial water content, initial density and volume change during consolidation Axial strain (%) Denotes peak deviator stress Tiller kvikkleire: Sammenligning CAUc, 7.2/7.63 m Kvenild - Comparison of tube and block samplers 7.2 m / 7.63 m

8 blokk 75 mm 54 mm Prøveforstyrrelse gir: Lavere maksimal skjærfasthet Høyere bruddtøyning Mindre sprø oppførsel Mindre initiell stivhet i prøven Større poretrykksoppbygging i designområdet Større volumtøyning/deformasjon ved konsolidering av prøven Hva er konsekvensene i praksis?

9 blokk 75 mm 54 mm Større prøvediametre gir: Høyere maksimal skjærfasthet Lavere bruddtøyning Sprøere oppførsel Mindre volumtøyning og poretallsendring ved konsolidering

10 Resultater fra ødometerforsøk? Resultater fra blokkprøve, z = 7. m Resultater fra 54 mm prøve kompositt, z = 7.5 m

11 Dybde, z (m) 15 1 Dybde, z (m) NGF seminar Prøvetaking og laboratorieundersøkelser Dagsferske prøver f72-76 mm og f16 mm NTNU blokkprøver Udrenert skjærfasthet, s ua (kn/m 2 ) Udrenert skjærfasthet, s ua (kn/m 2 ) sua, Nkt=f(St,OCR,Ip) sua, NDu=f(St,OCR,Ip) sua, NC, a(po'+a) suk, konus sue, enaks sutc, treaks sua, designlinje sua, desinlinje -15% suk, konus dagsferske sue, enaks dagsferske sutc, treaks dagsferske

12 NGF seminar Prøvetaking og laboratorieundersøkelser Bakgrunnsinformasjon fra forsøkssted

13 Oversikt over forsøksområde

14 Bakgrunnsinformasjon - prøvested Grunnforhold: Topplag av tørrskorpe, lokalt fyllmasse, over middels fast til fast leire. Sensitivitet kan variere, og leiren kan lokalt antas å være kvikk/sensitiv. Grunnvannstand: 1-2 m under terrengoverflaten. Antatt tilnærmet hydrostatisk poretrykksfordeling Godt dokumenterte grunnforhold for øvrig i området etter grunnundersøkelser for ny E6 Klett: - Feltdata Totalsondering CPTU Prøvetaking f54 mm og f76 mm NTNU 16 mm blokkprøvetaking R-CPTU planlegges som del av NIFS-prosjekt - Laboratoriedata Rutine Ødometer Treaksialforsøk

15 Informasjon om prøvekvalitet - prøvested - Prøvetaking i NGF-seminar GeoSafe f54 mm K-1 komposittsylinder GeoSafe f54 mm stålsylinder Geonor f76 mm K-2 stålsylinder GeoSafe Autolock f54 mm stålsylinder (opptrekkstøtte) GeoSafe Autolock f76 mm stålsylinder (opptrekkstøtte) NTNU f16 mm blokkprøvetaker 54 mm Autolock prøvetaker 54 mm stålsylinder 54 mm kompositt

16 Informasjon om prøvekvalitet - prøvested - Laboratorieundersøkelser mobil laboratoriecontainer Statens vegvesen Geomobil 1 Visuell inspeksjon av prøve Uforstyrret/omrørt konusforsøk for bestemmelse av udrenert skjærfasthet Enaksielt trykkforsøk for bestemmelse av udrenert skjærfasthet Alle prøvetakertyper dekkes

17 Resultater fra totalsondering

18 Resultater fra foreløpige rutineundersøkelser Grunnforhold: Siltig leire Vanninnhold w = % Densitet 1,92-1,96 g/cm 3 Udrenert skjærfasthet konus/enaks c u = kpa (bløt middels fast leire) Sensitivitet (meget sensitiv) Konsistens: Lite middels plastisk

19 Forutsetninger ved sammenligningsstudier Forutsetninger: Bruk av godt vedlikeholdt, uskadet utstyr Anbefalte feltprosedyrer i henhold til NGF Melding 11 Prøvetaking eller tilsvarende Mest mulig skånsom transport inn til mobilt feltlaboratorium Svært kort lagringstid av prøver i laboratoriet Metodeutførelse etter standardiserte prosedyrer i laboratoriet (NS, NS-EN-ISO) Kriterier for vurdering av prøvekvalitet i feltøving: Visuell vurdering Rutinedata Udrenert skjærfasthet fra enaksielt trykkforsøk, s ue Vertikal bruddtøyning fra enaksielt trykkforsøk, e f Udrenert skjærfasthet fra uomrørt konus, s uk

20 Resultater fra ny prøvetaking Udrenert skjærfasthet enaks mm kompositt 54 mm stålsylinder 54 mm stålsylinder Autolock 76 mm stålsylinder Autolock 75 mm stålsylinder Geonor 16 mm blokkprøver 1 12 Gjennomsnittlig skjærfasthet c u (s u ), normalkonsolidert leire

21 Resultater fra ny prøvetaking Udrenert skjærfasthet konus mm kompositt 54 mm stålsylinder 54 mm stålsylinder Autolock 76 mm stålsylinder Autolock 75 mm stålsylinder Geonor 8 16 mm blokkprøver 1 12 Gjennomsnittlig skjærfasthet c u (s u ), normalkonsolidert leire

22 Konklusjoner oppsummering

23 Oppsummering 54 mm prøvetaking: Spesielt viktig å benytte godt vedlikeholdt utstyr med skarp, uskadet skjæreegg og slank eggvinkel < 1 o Oppnådd prøvekvalitet påvirkes i betydelig grad av utstyret og prosedyrene som benyttes Ved bruk av riktige prosedyrer synes f54 mm prøvetakere med stålsylinder å gi prøver av god/akseptabel kvalitet, spesielt i plastiske leirer f54 mm dobbelvegget prøvetaker med 54 mm kompositt innersylinder og 5 o skjæreegg gir vanligvis dårligere prøvekvalitet enn f54 mm slank stålsylinder, spesielt i sensitive, lavplastiske leirer f54 mm prøver tatt med stålsylinder har vanligvis dårligere prøvekvalitet enn tilsvarende prøver tatt med f72-76 mm prøvetaker, men forskjellene trenger ikke være store

24 Arealforhold for vanlige prøvetakere (etter NGF Melding 11, rev.1) Størrelse f54 mm prøvetaker stålsylinder f54 mm prøvetaker plastsylinder f72 mm prøvetaker stålsylinder f75 mm prøvetaker stålsylinder Indre diameter (D 1 ), (mm) Ytre diameter (D 2 ), (mm) ,2 8 Prøvelengde (l), (cm) Eggvinkel (α), ( ) Arealforhold (C a ), (%) Indre klaring (C i ), (%) -,9,9 Ytre klaring (C ), (%) 5

25 Oppsummering 76 mm prøvetaking: Spesielt viktig å benytte godt vedlikeholdt utstyr med skarp, uskadet skjæreegg, og slank eggvinkel < 1 o Oppnådd prøvekvalitet påvirkes i betydelig grad av utstyret og prosedyrene som benyttes Lengre ventetid er påkrevet for f72-76 mm prøver på grunn av høyere vekt Prøver tatt med f72-76 mm prøvetaker med skarp egg viser i mange tilfeller bedre kvalitet enn f54 mm prøver tatt med stålsylinder, men forskjellene trenger ikke være store For enkelte prøver synes kvalitetsforskjellen mellom f72-76 mm prøver og blokkprøver å være liten, men generelt er prøvekvaliteten noe dårligere enn for blokkprøver

26 Oppsummering blokkprøvetaking: Blokkprøvetaking gir vanligvis svært god prøvekvalitet, klassifisert mellom perfekt/god. Prøvekvalitet kan påvirkes av spyletrykk, mengde borkaks i borhullet og innhold av grovt materiale i massene Den ytre sonen av blokken (1-2 cm) er forstyrret og trimmes bort ved prøvepreparering For enkelte prøver synes kvalitetsforskjellen mellom prøver tatt med stordiameter stempelprøvetakere og blokkprøver å være minimal, men generelt gir blokkprøver best kvalitet Blokkprøvetaking gir generelt mer materiale til rutine- og spesialforsøk pr. prøve, og dette må vurderes ved sammenligning av kostnader