SVV Teknologidagene 2014 Detektering av sprøbruddmateriale Feltstudie R-CPTU Status og forslag til videre arbeid

Like dokumenter
Detektering av kvikkleire

Teknologidagene 2012 NIFS Naturfare-infrastruktur, flom og skred

Utbredelse av kvikkleire muligheter med resistivitetsmålinger

Bruk av resistivitetsmålinger i problemstillinger knyttet til kvikkleire

NGF In situ seminar Stjørdal CPTU ved homogene grunnforhold Praktisk eksempel fra Papirbredden II, Drammen

Resistivitetsmålinger i kvikkleire

NGF In situ seminar Stjørdal CPTU i kvikkleire Generelle erfaringer og praktisk eksempel

R Spongdal gamle skole, supplerende grunnundersøkelser

Naturfareprosjektet Dp. 6 Kvikkleire Detektering av sprøbruddmateriale ved hjelp av R-CPTU

CPTU med målt total sonderingsmotstand

R.1657 Nedre Mule kvikkleiresone

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

R.1576 Blomsterbyen kvikkleirekartlegging

Kvikkleirekartlegging ved bruk av 2D resistivitetsmålinger Eksempler fra Midt-Norge

NGF In situ seminar Stjørdal CPTU i kvikkleire Generelle erfaringer og praktisk eksempel

R.1485 BRATSBERG OG DIGRE KVIKKLEIRESONER

R.1633-rev.01 Rydningen kvikkleiresone

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

Infrastrukturdagene 2014

NGU Rapport Geofysiske målinger Finneidfjord, Hemnes kommune, Nordland

Naturfareprosjektet: Detektering av kvikkleire fra ulike sonderingsmetoder

Kvikkleire: En nasjonal satsing på sikkerhet i kvikkleireområder

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

CPTU. Forsker SINTEF Byggforsk. SINTEF Byggforsk 1

1. INNLEDNING RESULTATER KONKLUSJON REFERANSER... 10

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

!" #$%&'() '( *" +(&,'-''(

R BJØRNDALEN Ny gang og sykkelbru

R.1677 Høgskoleringen Strindvegen

Datarapport G, Rapport 01, Datarapport Voll Massetipp, igjenfylling av ravinedal Gnr/bnr 29/1 og 29/2 Melhus Kommune

NOTAT. 2. Sammendrag. 3. Grunnlag. STABILITETSVURDERING, HELSEHUSET I ASKIM 1. Innledning

Udrenert skjærfasthet, s ua (kn/m 2 ) OCR=σ c '/σ v0 ' hvor POP=σ c '-σ v0 '=60 kpa I P =10 % sua, designlinje sua, designlinje - 15%

GeoStrøm AS. Rapport: Grunnundersøkelse Boring tlf Geoteknisk laboratorie. Anton Jenssensgate 7 Pb Tønsberg

Naturfareprosjektet Dp. 6 Kvikkleire Detektering av sprøbruddmateriale ved hjelp av R-CPTU

Rapport_. Detaljregulering Åremma øst. NordMiljø AS. Grunnundersøkelser og geoteknisk vurdering OPPDRAGSGIVER EMNE

Resultater fra prøvetaking i felt

RAPPORT. Jarlsberg Hovedgård. Tønsberg, Kjelle næringsområde Grunnundersøkelser. Geoteknisk datarapport r1

R Skjetleinskogen, supplerende grunnundersøkelser

Geoteknisk utredning av kvikkleiresone 848 Haugfoss, Modum kommune

R.1685 Tillerbrua-Kambrua. Trase langs veg

Oppdrag: Bårliskogen (Bårlibråten 11-13) Vår ref.: GBTh Side: 1 av 43 Oppdragsgiver: HR Prosjekt AS Rev: 01 Dato:

R.1531 UTLEIRA IDRETTSANLEGG

N O TAT SETER BOTNGÅRD, MASSEDEPONI GEOTEKNISK VURDERING


R.1672 Ladebekken Rosenborg, VA

Utstyr, prinsipper, anvendelse og påvirkning av resultater

1 Innledning. Figur 1: Lokalisering av planlagte omsorgsboliger på Klæbu (

Standarder. Kristoffer Kåsin Avdelingsleder feltundersøkelser NGI

DATARAPPORT GEOTEKNISK GRUNNUNDERSØKELSE

NIFS, delprosjekt 6 Kvikkleire

Studentboliger Kjølnes, Porsgrunn

D2-4 Sammenstilling av grunnundersøkelser

Etatsprogrammet NATURFARE. infrastruktur, flom og skred (NIFS)

Deres ref.: Vår ref.: Dato: Einar Ballestad-Mender Mingbo Yang

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

Grunnlagsmateriale. Vårt grunnlagsmateriale har bestått av følgende dokumenter:

NGU Rapport Geofysiske målinger for løsmassekartlegging ved Rødde i Melhus kommune, Sør-Trøndelag

NGF-KURS I PRAKTISK GRUNNBORING PLANLEGGING OG PRESENTASJON AV GRUNNUNDERSØKELSER PER ARNE WANGEN GEOTEKNIKER RAMBØLL, TRONDHEIM

Reguleringsplan Sjetne skole

R.1617 Bratsberg. Nye vann- og spillvannsledninger

DATARAPPORT FRA GRUN N UN DERSØKELSE

Delleveranse 3 Kvalitetssikring av faresoner i TILGJENGELIGHET Åpen Levanger og Inderøy kommune

R.1646 Sigmunds vei styrt boring

R.1665 Amundsbekken - Solemsbekken, rørbru

Kommunalteknikk. Rapport fra Geoteknisk avdeling. R.1702 Jarveien

MULTICONSULT. NGF In situ seminar Stjørdal Resultater fra feltforsøk CPTU og vingebor. Rolf Sandven MULTICONSULT TRONDHEIM

KIRKEVEIEN GEOTEKNISK NOTAT

GEOTEKNISK DATARAPPORT

R Ristan, bekk 8

Områdestabilitet gangvei, Nerdrum, Fet kommune Datarapport

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

R.1596 Burslia, OV-ledning

DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

DATARAPPORT FRA GRUN N UN DERSØKELSE

Audun Egeland Sanda Revidering etter kommentarer fra uavhengig kvalitetssikring Audun Egeland Sanda

R Kristiansten barnehage. Supplerende grunnundersøkelser.

GANG-/SYKKELVEG LANGS FV 461

Esval utvidelse av deponi. Geotekniske vurderinger

M U L T I C O N S U L T

M U L T I C O N S U L T

Innholdsfortegnelse. Tegninger. Vedlegg. Fv 802 Valset bru - Vigdalsmo Geoteknisk rapport


DATARAPPORT FRA GRUNNUNDERSØKELSE

GEOTEKNISK VURDERING AV STABILITET VED NYTT GÅRDSTUN KVÅL

KOMMUNALE BYGG HAFTOR JONSSONS GATE SARPSBORG

DETALJREGULERINGSPLAN RV. 111 RUNDKJØRING RÅDHUSVEIEN

Omkjøringsveg Jessheim sørøst

NOTAT. 1. Bakgrunn. 2. Grunnlagsdata TILBUDSGRUNNLAG VEDRØRENDE BORPLAN FOR UTREDNING AV KVIKKLEIRESONE 329 MALVIK OG 330 TORP

RAPPORT. Halden kommune. Halden. Tistedal skole Geoteknisk datarapport. Grunnundersøkelser r

GeoStrøm AS RAPPORT. Grunnundersøkelse Boring tlf Geoteknisk laboratorie

R.1510 rev.01 RANHEIM - BARNEHAGETOMTER

GeoStrøm AS RAPPORT. Grunnundersøkelse Boring tlf Geoteknisk laboratorie

Oslo kommune, Bymiljøetaten. Hovinbyen - Ensjø. Vestre bekkedrag nord. Geoteknisk datarapport RA Oppdragsnr.

Kvikkleire En nasjonal satsing på sikkerhet i kvikkleireområder. Delprosjektleder: Vikas Thakur Statens vegvesen Vegdirektoratet 15.

R.1715 Heggstadmoen nedre PST

Torvik og Prestealleen

Transkript:

NIFS Naturfare-infrastruktur, flom og skred SVV Teknologidagene 2014 Detektering av sprøbruddmateriale Feltstudie R-CPTU Status og forslag til videre arbeid

Innhold: Bakgrunn Hensikt med studiet Tidligere og pågående NIFS-prosjekter innen detektering Påvisning med bruk av resistivitetsmålinger Feltstudium 2014: Eksempler på resultater med nedhulls- (R-CPTU) og overflatemålinger (ERT) Resistivitet i jord hva påvirker målingene? Påvisning med bruk av CPTU CPTU med måling av total nedpressingskraft har det noe for seg? Tolkning av målinger med elektrisk vingebor (EFVT) Treffer vi med omrørt skjærfasthet? Kan resultatene benyttes i energi- og utløpsvurderinger? Forslag til videreføring med anbefalinger Sammenstilling og tolkning av resultater fra nye og tidligere forsøksfelt Anbefalt praksis for påvisning av sprøbruddmateriale fra ulike feltmetoder

Bakgrunn

Arbeidshypoteser i studiet: Noen ganger blir vi overrasket av sonderingsprofiler som indikerer kvikkleire, mens laboratorieforsøk viser ikke-sensitiv leire. Andre ganger er det motsatt! Hva skyldes dette, og kan vi finne forklaringer? Hvordan kan vi benytte nyere geotekniske og geofysiske feltmetoder for bedre og mer effektiv påvisning av sprøbruddmaterialer?

Utvalgte hensikter med studiet: Analyse av sonderingsprofiler i ulike typer leire (total-/dreietrykk) Hvilke situasjoner fører til avvikende klassifisering av kvikkleire og når treffer vi? Forbedre tolkningsgrunnlaget for resultater fra eksisterende sonderingsmetoder Bedre forståelse av resistivitetsmåling Sammenlikning av R-CPTU og ERT-resultater Hva påvirker resistiviteten i jord? Utnyttelse av vingebormålinger Hvilke faktorer påvirker målinger og tolkning? Er bestemmelsen av omrørt skjærfasthet pålitelig? Sammenstille ny og tidligere kunnskap med utarbeidelse av anbefalte prosedyrer for påvisning av sprøbruddmateriale

Tidligere og planlagte aktiviteter i NIFS Multiconsult/SINTEF: SM6.4.2 Innledende rapport NIFS 46/2012: Detektering av kvikkleire fra ulike sonderingsmetoder, Multiconsult/SINTEF Tesfaye Kerlos Tilahun, masteroppgave NTNU: The identification of quick clay layers from various sounding methods Alberto Montafia, masteroppgave NTNU: Influence of physical properties of marine clays on electric resistivity and basic geotechnical parameters SM6.6.4 Detektering av sprøbruddmateriale ved hjelp av R-CPTU 2013: State-of-the-art rapport Resistivitet i jord 2014: Feltstudie med undersøkelser på nye forskningsfelt (E6 Klett og Fallan), samt identifisering og innsamling av data fra tidligere resistivitetsundersøkelser (8-10 forsøkssteder) 2014: Masteroppgave Erlend Hundal: CPTU med målt total sonderingsmotstand (samarbeid NTNU, Rambøll og Multiconsult)

Påvisning med bruk av resistivitetsmålinger

Måling av jordens resistivitet Jorden påføres kjent strøm mellom to elektroder, potensialfall måles mellom to naboelektroder. Flere mulige elektrodekonfigurasjoner benyttes. Prinsippet benyttes ved 2D overflatemålinger (ERT), 1D nedhulls R-CPTU og luftbårne elektromagnetiske målemetoder (AEM) Resistivitetsverdier viser gradvis overgang og overlapping mellom ulike jordarter: Salt, marin leire: 1-10 Ωm Utvasket leire/mulig kvikkleire: 10-100 Ωm Silt: 80 200 Ωm Tørrskorpe, grove materialer: over 100 Ωm Berg: flere tusen Ωm ERT resistivitetsmåling på overflaten

Eksempel på tolkning av ERT resistivitetsprofil E6 Klett Kvikkleire fra sondering/lab

Eksempel på tolkning av ERT resistivitetsprofil Fallan Kvikkleire fra sondering/lab

Bruk av R-CPTU (1D resistivitetsmåling) Egen resistivitetsmodul tilknyttet konvensjonell CPTUsonde Strøm påføres mellom de to ytterste elektrodene, potensialfall måles mellom de to innerste (Wenner-α konfigurasjon) Kontinuerlig resistivitetsmåling og CPTU-data i en boring Ubetydelig mertid i felt sammenlignet med ordinær CPTU Lite jordvolum bidrar til en mer lokal måling enn ved 2D ERT. Gir mer nøyaktig oversikt over resistivitet i borpunkt 1D og 2D (ERT) resistivitetsmålinger kan kombineres og sammenlignes: Relativt godt samsvar i måleverdier for homogene grunnforhold Større avvik kan forekomme ved inhomogene grunnforhold og innflytelse av 3D effekter (avhengig av inverteringsmetodikk) U I

Bruk av resistivitetsmåling i CPTU målte verdier Detektering av sprøbruddmateriale R-CPTU profil E6 Klett, Trondheim R-CPTU data

Bruk av resistivitetsmåling i CPTU dimensjonsløse parametre Detektering av sprøbruddmateriale R-CPTU profil Fallan Dimensjonsløse parametre

Bruk av resistivitetsmåling i CPTU veien videre 20 2,0 15 1,8 Gradient spissmotstandstall N m (-) 10 5 0-5 -10-15 Poretrykksforhold, B q (-) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0-20 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 Resistivitet ρ (ohm m) Resistivitet ρ (ohm m) R-CPTU profil Fallan, Lundamo R-CPTU klassifisering

Sammenligning mellom R-CPTU og ERT Resistivitet (ohm-m) 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Depth (m) 5 10 15 20 25 30 35 40 KS-1 KS-2 R2 at KS-1 R2 at KS-2 Sammenligning R-CPTU og ERT data Eksempel fra Klett, NIFS R-CPTU feltstudium (Apex Geoservices 2014) Klett Sammenligning mellom 1D R-CPTU og 2D ERT i profil Forholdsvis homogent profil Godt samsvar i resistivitetsverdier mellom R-CPTU og ERT

Utfordringer ved bruk av resistivitet Spesifikk resistivitet antas å være påvirket av lokale variasjoner i mineralogi, kornfordeling, saltinnhold, densitet, porevannskjemi, metningsgrad, organisk innhold etc. Komplisert dokumentasjon av leirmaterialenes porevannskjemi Tidkrevende forberedelser for uttak av porevann Krever spesiallaboratorier for utførelse av kostbare undersøkelser Porevannskjemien kan lett påvirkes av prøvingsmiljøet 1D og 2D resistivitetsmålinger kan kombineres og sammenlignes: Målt resistivitet i felt påvirkes av elektrodekonfigurasjonen Og krav til rekkevidde for målingene Lite jordvolum i R-CPTU bidrar til en mer lokal måling enn ved 2D ERT. Gir mer nøyaktig resistivitetsmåling Relativt godt samsvar mellom ERT og R-CPTU for homogene grunnforhold Større avvik kan forekomme ved inhomogene grunnforhold og innflytelse av 3D effekter (avhengig av inverteringsmetodikk)

Innflytelse av geokjemi på resistivitet Foreløpige hypoteser, formulert av Anders Gylland og Alberto Montafia (2014): For vanninnhold 50 > w > 30 % vil vannfasen dominere over mineralfasen > Densiteten av materialet antas å ha liten betydning. For saltinnhold > 2 g/l dominerer effekten av saltinnhold i fritt porevann. Det er nok salt i porevannet, men type ioner er mindre viktig. For saltinnhold < 1-2 g/l blir kolloidkjemien og effekten av det diffuse dobbeltlaget rundt leirpartiklene viktig, og andre faktorer enn saltinnholdet styrer materialets resistivitet. Blant annet er type ioner i porevannet viktig! Men: Saltinnholdet vi måler i laboratoriet er kun begrenset til (frie) ioner i porevannet. Prøvens totale resistivitet (porevann + kornskjelett) er sannsynligvis en riktigere verdi for vurderinger i forhold til målt resistivitet.

Påvisning med bruk av CPTU

Trykksondering med poretrykksmåling - CPTU Spissmotstand q t, q n Poretrykk u 2 Sidefriksjon f s Poretrykksforhold B q

Bestemmelse av stangfriksjon fra totalkraftmåling CPTU Studier av stangfriksjon Q s : Total nedpressingkraft + stangvekt -spisskraft = Mobilisert stangfriksjon (kn). Sammenlignes med teoretisk linje for stangfriksjon tilsvarende 1 kpa sidefriksjon (KN) Hvis helning av mobilisert friksjonskraft < helning for teoretisk kurve tilsvarende 1 kpa sidefriksjon antas sensitivt materiale Andre friksjonsmål kan brukes for teoretisk kurve, f.eks. 0,5 kpa for kvikkleire Q s = F + G q t *A c Fra MSc-oppgave Erlend Hundal, 2014 Meget gode erfaringer i svenske leirer (Gøta älvs utredningen), men noe overestimering av kvikkleire rapportert

Utnytter vi alle mulighetene med CPTU i dag? Q s F B q, N m ρ Lab Stangfriksjon Q s, Ranheim Vestre (Multiconsult) Oppsummeringsplott, Esp(Rambøll, NTNU) Fra MSc-oppgave Erlend Hundal, 2014

Tolkning av målinger med elektrisk vingebor (EFVT)

Vingeboring vurdering av arbeidskurve med energibetraktninger Arbeidskurve uforstyrret leire Energibetraktninger: Areal under arbeidskurve: Tilfelle A: minst energi Tilfelle C: mest energi Viktig informasjon ved stabilitetsog utløpsvurderinger: Hvor mye energi er nødvendig for å røre om kvikkleiren?

Vingeboring resultater fra Fallan s r (kpa) 40,00 35,00 30,00 25,00 20,00 15,00 10,00 0 5 10 15 20 25 30 z (m) s u (kpa) 5,00 0,00 Udrenert skjærfasthet 0 100 200 300 400 Omrørt skjærfasthet 0 2 4 6 8 Vingebor, omrørt skjærfasthet Konus, omrørt skjærfasthet Φ ( o ) s r (kpa) Omrørt skjærfasthet, 25 omdr. 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 0 20 40 60 80 100 120 140 s r (kpa) 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Φ ( o ) Omrørt skjærfasthet, 25 + 4 omdr. Φ ( o ) 0 20 40 60 80 100

Forslag til videreføring med anbefalinger

Forslag til oppsummering av detekteringsstudiet NIFS 2015 Sammenstilling, tolkning og utarbeidelse av anbefalte prosedyrer for påvisning av sprøbruddmateriale (sonderinger, CPTU, resistivitetsmåling, vingebor, prøvetaking og lab) Aktiviteter Tolkning og sammenstilling av resultater fra utvalgte forsøksfelt i feltstudiet 2014, samt tidligere aktiviteter. Identifisering av fellestrekk, muligheter og begrensninger ved ulike felt- og laboratoriemetoder Anbefaling av metoder og tilhørende prosedyrer for påvisning av sprøbruddmaterialer Anbefalt strategi for utførelse av grunnundersøkelser i potensielle fareområder Organisering Etablering av arbeidsgruppe, sammensatt av personer med relevante komplementære kunnskaper innen fagfeltet Arbeidsgruppen inkluderer personell fra NIFS-partnere, styrket med eksterne deltagere Gjennomføring av studiet med arbeidsmøter, fordelt arbeid og oppsummering/ konklusjoner i en eller flere anbefalingsrapporter, eks.: Påvisning av sprøbruddmateriale med sonderinger og resistivitets målinger Utførelse og tolkning av vingebormålinger Rapportene kan også utgis som egne NGF - meldinger

Takk for oppmerksomheten!