1 Utløsende årsaker og ulike bruddmekanismer for kvikkleireskred PhD Stipendiat Anders Samstad Gylland Geoteknikk, NTNU International Centre for Geohazards (ICG) SINTEF Geoteknikk SVV Teknologidagene 07.10.09
2 Innhold Kvikkleire Bruddmekansimer i kvikkleire Retrogressivt skred Bakover-progressivt flakskred Nedover-progressivt flakskred Utløsende årsaker Nedbør Erosjon Menneskelig aktivitet Skredeksempler fra Namdalen Oppsummering L. Jedeby, Vägverket. Smårödraset 2006. Teknologidagene 2008
3 Kvikkleire www.forskning.no Leire avsatt i saltvann Salt vasket ut etter landheving Ionebindinger fra salt forsvunnet Korthusstruktur står igjen uten sterke kontaktbindinger Relativt høy styrke så fremt den ikke forstyrres.. www.ngu.no
4 Kvikkleire Last Reduksjon i styrke ved økende belastning Last Kvikkleire Strain hardening Strain softening Forskyvning
5 Bruddmekanismer Retrogressivt skred Bakover progressivt skred Nedover progressivt skred A. Emdal, NTNU. Leistadraset 2002. Teknologidagene 2008
6 Retrogressiv bruddutvikling Erosjon Kvikkleire Fortsetter til bakkant blir stabil Forutsetter at skredmasser blir flytende
7 Retrogressiv bruddutvikling Rissa 1978 Erik Thorberg Aftenposten Aftenposten
8 Progressiv bruddutvikling Prinsipp: Ved å øke lasta kan du miste styrke og til slutt ende opp med mindre motstand enn du startet med Ved pålasting: Hvis et materialpunkt overbelastes, må nabopunktet ta lasta + bidrag fra tapt styrke Dette punktet overbelastes og et nytt nabopunkt på ta lasta + bidrag fra tapt styrke Osv.. τ Initialspenn ing Residual styrke γ
9 Bakover-progressivt brudd Erosjon Horisontal avlastning? Fast jord Kvikkleire Fast jord Last Før Ved å øke belastning har vi mindre styrke enn det vi startet med Progressiv bruddutvikling Etter Forskyvning
10 Bakover-progressivt brudd Fast jord Fast jord Horisontal avlastning Bruddsone som sprer seg bakover Kvikkleire Fast jord Last Før Ved å øke belastning har vi mindre styrke enn det vi startet med Progressiv bruddutvikling Etter Forskyvning
11 Bakover-progressivt brudd Furre 1959 Hutchinson, J. & Bjerrum, L. (1962)
12 Nedover-progressivt brudd Fylling Kvikkleire Bruddsone som sprer seg nedover Fast jord Last Progressiv bruddutvikling Ved å øke belastning har vi mindre styrke enn det vi startet med Før Etter Forskyvning
13 Nedover-progressivt brudd Fylling Kvikkleire Bruddsone som sprer seg nedover Fast jord Last Progressiv bruddutvikling Ved å øke belastning har vi mindre styrke enn det vi startet med Før Etter Forskyvning
14 Utvikling av progressivt brudd Last Påført Likevekt Forskyvning Global respons τ τ τ γ γ γ τ Su - Initielle skjærspenninger Sr x
15 Nedover-progressivt brudd Perfekt plastisk materiale Sensitivt materiale Udrenert MC modell med negativ dilatans Kapasitet for sensitivt materiale er lavere enn perfekt plastisk Elementnett-avhengig kapasitetslast Load on foundation [kn/m] 500 450 400 350 300 250 200 150 Capacity load Perfect plastic and softening material 100 Softening material (PF) 50 Perfect plastic material 0 0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 Vertical displacement of foundation [m]
16 Nedover-progressivt brudd Smårød 2006 L. Jedeby, Vägverket. Smårödraset. Teknologidagene 2008
17 Utløsende årsaker Kvikkleireskred karakteriseres ved en stor hendelse utløst av en mindre lokal forstyrrelse Initialskred i bunn Last i topp Nedbør Erosjon Inngrep
18 Nedbør Mye nedbør/snøsmelting gir økt vanntrykk/poretrykk i jorda Økning i poretrykk reduserer friksjonskontakten mellom kornene Økt poretrykk gir redusert styrke σ ' = σ u Økning i poretrykk fører til en situasjon hvor jorda er nærmere brudd
19 Nedbør Nedbørens tidshistorie Det tar tid å bli kvitt nedbørsindusert poretrykk i leire Tidsserier lengre enn siste få uker må betraktes for å evaluere poretrykkssituasjon F.eks. Store poreovertrykk kan eksistere perioder med tørt vær, hvis det tidligere har vært store nedbørsmengder Dybde Lavt poretrykk pga tørr periode Hydrostatisk Høyt poretrykk pga. tidligere våt periode
20 Erosjon Graver bort stabiliserende masser i bunn av skråning Opptrer ofte i kombinasjon med mye nedbør Ustabil Stabil
21 Inngrep Påføre last i topp av skråning Plassere fylling Påføre forskyvning i topp Peling Sprengning Ta bort støtte i bunn Utgravning
22 Noen skredhendelser nær Namsos www.skrednett.no
23 Noen skredhendelser nær Namsos Skred År Type Volum Årsak Kattmarka 2009 Retrogressivt, progressivt 400 000 m 3 Inngrep Vemundvik 2008 Nedover progressivt (?) - Inngrep Reina 2007 Retrogressivt 950 000 m 3 Erosjon Spillum 1978 Leir/jordskred 10 000 m 3 Nedbør Selnes 1965-140 000 m 3 Erosjon Vibstad 1959 Bakoverprogressivt 100 000 m 3 Nedbør og erosjon Furre 1959 Bakoverprogressivt 3 000 000 m 3 Nedbør og erosjon www.skrednett.no
24 Skredhendelser Vår Høst Frekvensfordeling av skred større enn 10 000 m 2 i perioden 1943 1983. (Karlsrud, Aas & Gregersen 1985)
25 Oppsummering τ Tap av styrke med økende belastning i kvikkleire Stor skredutvikling fra liten start Retrogressivt Bakover/nedover progressivt Unngå initialskredet! Utløsende årsaker Nedbør Erosjon Aktivitet γ
26 Takk for oppmerksomheten F > 1 Kvikkleire