Utvärdering av hållfasthet i sulfidhaltig silt : Området Ön i centrala Umeå

Sammanfattning: Beräkningar för släntstabilitet för finkorniga jordar baseras traditionellt sätt på den odräneradeskjuvhållfastheten bestämd genom vingförsök, fallkonförsök och CPT-sonderingar. Hållfasthetensom erhålls från dessa tre försök korrigeras med empirisk erfarenhet vid framtagning av denodränerade skjuvhållfastheten. De empiriska samband som används vid utvärderingen ärframtagna genom försök på leror vilket innebär att dessa samband är bäst lämpade för utvärderingav just leror.Längs norrlandskusten är en av de vanligt förekommande jordarterna sulfidjord. Denna jordinkluderas normalt sett i de utvärderingsmetoder för finkorniga jordar som korrigeras medempirisk erfarenhet.En plats där sulfidhaltig silt påträffats är på området Norra Ön i centrala Umeå, där CPTsonderingaroch direkta skjuvförsök är utförda av Tyréns AB. Eftersom sulfidhaltig siltklassificeras som sulfidjord som i sin tur utvärderas som lera, kan hållfastheten i verkligheten hosdenna jord skilja sig från vad resultatet efter utvärdering visar. Om hållfastheten underskattas blirde stabilitetshöjande åtgärderna större vilket leder till överdimensionering som i sin tur leder tillökad belastning på miljö och ekonomi.Syftet med denna undersökning är att med triaxialförsök på den sulfidhaltiga silten utvärdera desshållfasthet och jämföra resultatet med resultat från mer traditionella metoder som används främstidag. Detta för att ta reda på om den sulfidhaltiga silten vid Norra Ön utvärderats på ett rimligtsätt utefter de metoder som idag främst används eller om triaxialförsök bör användas i störreutsträckning för att få en mer korrekt utvärdering av just denna jord inom detta försöksområde.En litteraturstudie ligger till grund för avsnitten som behandlar sulfidjord, begreppenhållfasthetsparameter och släntstabilitet, samt beskrivning av de olika provnings- ochutvärderingsmetoderna. Datainsamling har skett genom kolvprovtagning från den undersöktaförsökslokalen, varpå laboratorieförsök och utvärdering genomförts. De geotekniskalaboratorieförsök som genomfördes var bland annat rutinundersökning ochkornstorleksfördelning med syfte att klassificera jorden närmare. Undersökningenkompletterades med fler tester för att vidare undersöka densitet och packningsgrad hosjordmaterialet. Triaxialförsök genomfördes parallellt på två triaxialceller kontinuerligt undertidsramen för undersökningen.Resultatet från de genomförda laboratorieförsöken visade att den undersökta jorden bestod av sålite som 1, 2 och 3 % lera samt hela 27, 20 och 3 % sand vid de olika nivåerna med silt somresterande material. Andelen organiskt material var mellan 2 och 6 % för de undersökta nivåernamed högre värde längre ned i jordprofilen. Den geotekniska klassificeringen av den undersöktajorden, även med hänsyn till andra bedömningsgrunder som packningsgrad, blev sulfidjordshaltigmellanfast sandig silt, sulfidjordshaltig mellanfast silt och sulfidjordshaltig lös silt för de undersöktanivåerna vid 6, 8 respektive 12 m.Resultatet från de odränerade triaxialförsöken visade på en odränerad skjuvhållfasthet på 76 kPapå 6 m djup, 63 kPa på 8 m djup och 63 kPa på 12 m djup. Dessa värden är i jämförelse medhållfasthetsvärden från de övriga försöksmetoderna fallkonförsök, CPT-sondering och direktaskjuvförsök betydligt högre, mer än dubbelt så höga på vissa nivåer, men för alla nivåer betydligthögre.ivFrån de dränerade triaxialförsöken påvisades en friktionsvinkel på 35,5° och ettkohesionsintercept på 7,5 kPa för jordmaterialet vid samtliga nivåer. I jämförelse medfriktionsvinkeln på 30° som antas för lera vid stabilitetsberäkningar är värdena fråntriaxialförsöken betydligt högre.Slutsatsen från denna undersökning är att utvärderingen av hållfastheten hos sulfidhaltig silt skiljersig mellan försöksmetoder där triaxialförsök påvisar en betydligt högre hållfasthet vad gäller bådeodränerad- och dränerad skjuvhållfasthet. Resultatet skiljer sig eftersom de övriga metodernaunderskattar jordens hållfasthet. Därför utvärderas inte sulfidhaltig silt på rätt sätt med dagens mervanliga metoder utan utvärderingen bör förändras i framtiden. Större vikt bör läggas vid dengeotekniska klassificeringen av jorden och därmed avgöra om triaxialförsök bör användas för enmer korrekt utvärdering.