The Discrete element method (DEM) is a methodology to investigatethe interactions among granular materials. It analyzes the behavior of par-ticulate environments by solving force-displacement equations that adhereto Newton’s second law of motion. Despite its usefulness, the DEM is notwithout limitations, and researchers are still facing certain challenges thatrestrict them from performing detailed analyses of granular materials. Thisstudy addresses two issues in DEM modeling of granular materials in rail-way embankments. Firstly, the long computational time required by theDEM for modeling fine angular particles in granular materials is addressedby exploring the effects of particle scaling on the shear behavior of granularmaterial. This study investigates the impact of particle size distribution,particle angularity, and the amount of scaling on the accuracy and compu-tational efficiency of DEM. Secondly, the limitations of DEM in includingthe continuous rail beam structure in the track are addressed by verifyinga DEM model against physical measurements of a full-scale ballasted trackand investigating the influence of including the rail beam structure on high-speed railway ballasted tracks. The results show that the use of particlescaling in the first study significantly improves the computational efficiencyof the DEM while maintaining accuracy, and this method is used in thesecond study to investigate the influence of the rail beam structure on thebehavior of railway tracks. / Diskreta elementmetoden (DEM) är en effektiv metod för att undersö-ka interaktioner i granulära material. Metoden analyserar samverkan mellanpartiklar genom att lösa kraft-deformationsekvationer som följer Newtonsandra lag. Trots dess användbarhet har DEM vissa begränsningar och fors-kare stöter fortfarande på vissa utmaningar som hindrar dem från att ge-nomföra detaljerade analyser av granulära material. Denna studie tar upptvå frågeställningar vid DEM-modellering av granulära material i järnvägs-bankar. För det första behandlas den långa beräkningstiden som krävs föratt modellera granulära material genom att utforska effekterna av parti-kelskalning på skjuvbeteendet. Studien undersöker effekten av partikelstor-leksfördelning och spetsighet på noggrannheten och beräkningseffektivite-ten. För det andra behandlas begränsningarna hos DEM när det gäller attinkludera den kontinuerliga rälsstrukturen i spåret genom att verifiera enDEM-modell mot fysiska mätningar av ett ballasterat spår i full skala ochundersöka inverkan av att inkludera rälsstrukturen. Resultaten i den förstastudien visar att tillämpningen av partikelskalning avsevärt förbättrar be-räkningseffektiviteten samtidigt som noggrannheten bibehålls. Partikelskal-ning används i den andra studien för att undersöka inverkan av rälsstruk-turen på beteendet hos järnvägsspår. / <p>QC 230508</p>

In recent years, the technical progress of Unmanned Aerial Vehicles (UAV) has increased rapidly. This has made it economically possible for tasks where one earlier needed helicopters or airplanes. By equipping UAVs with high-quality cameras, the utility has expanded. With detailed photos from a UAV together with digital photogrammetry, special software can be used to create point clouds, 3D-models, elevation models and ortomosaics over smaller geographic areas.  Due to the easy access and that the use of UAVs has increased among private users, the Swedish transport agency has set up rules that determine how UAVs should be used. In these regulations, UAVs are separated into different groups from A1 to A3 based on the weight of the aircraft. The regulations make it illegal to fly a UAV heavier than 250 g over people who are not informed about the flight. Since there are several industries where it could be interesting to fly over people, DJI has manufactured a UAV-model called DJI Mini 2. This UAV weighs 249 g and can therefore be flown over people. In this project, two different flights have been carried out. One with the DJI Mini 2 weighing 249 g and one with the DJI Mavic 2 Pro weighing just under 1 kg. During the flight, overlapping pictures were captured and orthomosaic and elevation models were created from those. The purpose of the project was to investigate if the same accuracy can be achieved with a mini-UAV as with a larger UAV. The study also investigated whether the models were accurate enough to use as a ground model along roads and railroads.  In the Dronelink software, two different flight routs were created over Örsholmens IP in the east­ern part of Karlstad, Sweden. Dronelink created the flightpath based on the UAVs different specifications and the overlap between images that were acquired. A geodetic control network was created using GNSS-technology. Five points were measured twice with 45 minutes in between and calculated in SBG GEO. The next day, a surveying total station was established centrally between the points in the geodetic control network. Thereafter 19 ground control points were measured, and 398 ground points distributed in 20 different control profiles. After the points were measured, the flights were carried out. A total of two flights by each UAV model were made the same day. Then the flight with the best results were used for further processing.  The photos taken were processed in Agisoft Metashape. In the software, point clouds, elevation models and orthomosaic were created. The elevation model was then compared to the measured control profiles. The orthomosaic was used to compare the ground control points.  The results showed that the elevation model created with Mavic 2 Pro was within the SIS tolerance on all different types of surfaces to be used for modelling along roads and railways. The elevation model from the DJI Mini 2 was withing the tolerance on grass and asphalt but not on gravel sur­face. The mean deviation on gravel was -1,37 cm outside the tolerance. The planar comparison showed that both models were withing the tolerance to achieve HMK level 3 standard. / Den tekniska utvecklingen av obemannade flygfarkoster har de senaste åren utvecklats i snabb takt. Flygfarkosterna som ofta benämns UAV (Unmanned Aerial Vehicle) har gjort det möjligt att till en låg kostnad genomföra uppdrag som tidigare krävt helikopter eller flygplan. Genom att utrusta en UAV med en högkvalitativ kamera så ökar dess användningsområde. Med hjälp av detaljerade digi­tala bilder tagna med UAV, och digital fotogrammetri i specialprogramvaror kan punktmoln, 3D-modeller, höjdmodeller och ortomosaik över mindre geografiska områden framställas.  På grund av att UAV-användningen ökat snabbt så har Transportstyrelsen tagit fram ett regelverk för hur en UAV får användas. I detta regelverk så delas olika UAV-modeller in i grupper från A1 till A3 baserat på vikten. Regelverket gör att en UAV som är tyngre än 250 g inte får flygas över männi­skor som inte är informerade om att flygningen pågår.  Eftersom det i flera branscher kan vara intressant att flyga över platser där människor rör sig fritt så har DJI tillverkat en UAV-modell som heter DJI Mini 2. Denna UAV väger 249 g och får därför flygas över människor. I detta projekt har två olika flygningar gjorts med DJI Mini 2 som väger 249 g och med Mavic 2 Pro som väger knappt 1 kg. Under flygningen togs överlappande bilder och höjdmodeller och ortomosaik skapades från dessa. Syftet med arbetet är att undersöka om lika hög noggrannhet kan uppnås med en mini-UAV som med en större modell. Studien undersökte även om modellerna uppnår kraven i SIS-TS 21144:2016 och HMK för att få användas till att skapa markmodell längs väg och järnväg.  I programvaran Dronelink så skapades två flygrutter över Örsholmens IP i den östra delen av Karl­stad. Dronelink skapade rutterna baserat på de olika UAV-specifikationerna och bildöverlappet som valdes för flygningarna. På platsen skapades ett nytt stomnät med hjälp av GNSS-teknik. Fem punk­ter mättes in två gånger med 45 minuters mellanrum och beräknades i SBG GEO. Dagen efter eta­blerades en totalstation centralt mellan punkterna mot stomnätet. Därefter mättes 19 markstöd in och 398 punkter fördelat i 20 olika kontrollprofiler. Efter att punkterna var inmätta genomfördes flygningarna. Totalt gjordes två flygningar med de olika UAV-modellerna på samma dag. Därefter valdes de flygningar som visade bäst resultat för vidare bearbetning.  Bilderna som togs bearbetades i programvaran Agisoft Metashape och punktmoln, höjdmodell och ortomosaik genererades. Höjdmodellen användes sedan för att jämföras mot de inmätta kontrollprofilerna. Ortomosaiken jämfördes med de inmätta kontrollpunkterna.   Resultatet visade att höjdmodellen som skapades med Mavic 2 Pro var inom SIS-TS 21144:2016 toleranserna på samtliga underlag för att få användas för modellskapande på väg och järnväg. Höjdmodellen som skapades med DJI Mini 2 var inom toleransen på gräs och asfalt men inte på grusunderlag. Medelavvikelsen på grus var -1,37 cm utanför toleransen. Vid jämförelsen i plan vi­sade resultatet att båda modellerna var inom HMKs toleranser för att uppnå HMK-standardnivå 3.

Tunneling involves large uncertainties. Since 2009, design of rock tunnels in European countries should be performed in accordance with the Eurocodes. The main principle in the Eurocodes is that it must be shown in all design situations that no relevant limit state is exceeded. This can be achieved with a number of different methods, where the most common one is design by calculation. To account for uncertainties in design, the Eurocode states that design by calculation should primarily be performed using limit state design methods, i.e. the partial factor method or reliability-based methods. The basic principle of the former is that it shall be assured that a structure’s resisting capacity is larger than the load acting on the structure, with high enough probability. Even if this might seem straightforward, the practical application of limit state design to rock tunnel support has only been studied to a limited extent. The aim of this licentiate thesis is to provide a review of the practical applicability of using reliability-based methods and the partial factor method in design of rock tunnel support. The review and the following discussion are based on findings from the cases studied in the appended papers. The discussion focuses on the challenges of applying fixed partial factors, as suggested by Eurocode, in design of rock tunnel support and some of the practical difficulties the engineer is faced with when applying reliability-based methods to design rock tunnel support. The main conclusions are that the partial factor method (as defined in Eurocode) is not suitable to use in design of rock tunnel support, but that reliability-based methods have the potential to account for uncertainties present in design, especially when used within the framework of the observational method. However, gathering of data for statistical quantification of input variables along with clarification of the necessary reliability levels and definition of “failure” are needed. / <p>QC 20170407</p>

In the past centuries, grouting has been one of the most common techniques in geotechnical engineering to strengthen and seal underground structures. Concerning increasing demands for tightness and cost efficiency, cement-based grout has been one the most frequent used materials. One of the first grouting operations is the work done by Charles Bérigny in France back in 1802 in order to repair a sluice by stabilizing the ground with liquid grout. Several studies have been then conducted in grouting, which have contributed into successful improvement of the grouting operations. The investigations have also extended the understanding of the factors such as choice of materials, choice of equipment, and the applied pressure type and magnitude, etc. that influencing the grout spread in rock fracture systems.   Among the factors, the applied pressure is one of the most significant ones influencing the spread of grout during grouting operations. Grouting at static pressure conditions is the most common method used in field, where in practice the injected grout can only penetrate into the rock fractures wider than 100 µm.   Recent investigations conducted on application of static and dynamic pressure conditions, using Short Slot and Varying Aperture Long Slot (VALS) in the lab have yielded an overall improvement of the grout spread under dynamic pressure conditions rather than the conventional static pressure conditions. However, the efforts conducted are just a beginning, especially in very fine micro factures smaller than 70 µm    The main objective of this investigation was therefore to improve the spread of grout by dynamic grouting into fractures smaller than 70 µm effectively, which could not be done with grouting at static pressure conditions.  Furthermore, the aim was to investigate filtration and erosion phenomena/ tendency of grout flow during static and dynamic pressure application using Varying Aperture Long Slot (VALS) in the lab. The durations of peak and rest periods used in the experiments were 2s/2s and 1s/5.5s, which were equivalent to 0.25 Hz and 0.15 Hz, respectively. The results of dynamic grouting showed up to 10 times improvement in the volume of passed grout through fracture apertures smaller than 70 µm. / Injektering är en av de vanligaste metoderna som använts för att förstärka och täta geotekniska konstruktioner. När det gäller ökande krav på täthet och kostnadseffektivitet har cementbaserade bruk varit ett populärt förbrukningsmaterial. Injektering användes förmodligen först av Charles Bérigny i en slussreparation i Frankrike under 1802 där marken stabiliserades med hjälp av flytande injekteringsmaterial. Flera studier har sedan dess utförts inom injekteringsteknik, vilket har bidragit till en framgångsrik förbättring av injekteringsoperationer. Dessa undersökningar har också utvidgat förståelsen av faktorer såsom materialegenskaper, val av utrustning, provprestanda, trycktyp och storhet som i sin tur påverkar brukets spridningsförmåga i bergets spricksystem.   Forskningen inom bergtätning fokuserar bland annat på att utveckla tillämpningen av statisk och dynamisk tryck vid injektering. Tillämpning av statiskt tryck är den vanligaste metoden för injektering ute i arbetsfält, där den injicerade bruket i praktiken endast kan tränga in i bergssprickor som är större än 100 μm.   De senaste undersökningarna med hjälp av Short Slot och Varying Aperture Long Slot (VALS) har visat en övergripande förbättring av inträngningen under dynamisk injektering jämfört med de konventionella statiska. Detta är bara en början och metoden behöver utvecklas mer, särskild för att åstadkomma bruksspridningen i mycket finare mikrosprickor, exempelvis sprickor mindre än 70 µm.   Syftet med detta arbete var att utveckla injekteringsmetoden där bruket kan tränga  i berg med sprickor mindre än 70 µm. Resultaten på de dynamiska tryckförhållanden visade att injekteringsbruket trängde bättre  i de smala sprickor  jämfört med de statiska tryckförhållanden. Upp till 10 gånger mer mängd av injekteringsbruk passerade sprickor med storlek mindre än 70 µm i VALS. Vidare har inloppsflödet och filtrerings- och erosionsfenomenen studerats med hjälp av laboratorieinstrumentet VALS. Varaktigheten av peak- och restperioder som användes i experimenten var 2s/2s och 1s 5.5s, vilka var ekvivalenta med 0.25 Hz respektive 0.15 Hz.

The design of back-anchored retaining walls in Sweden has traditionally not included global elastic instability of the retaining wall as a possible failure mode. Eurocode 3 part 5 (SS-EN 1993-5) requires design of steel structural members for retaining walls to assess the risk of buckling if the normal force exceeds 4 % of the critical buckling load of the retaining wall. The geological conditions in Eastern Sweden are characterized by the intersection of very hard Precambrian rock and very soft Holocene clays. Thus often ground anchors anchored in rock at a 30-50 degree angle to the vertical plane are used to support retaining walls, resulting in a very high utilization of the ground anchor and a significant normal force in the retaining wall. The threshold value for buckling risk is consequently frequently exceeded and the specific failure mode, of global buckling, is often limiting the use of the structural members in practical design. The buckling load can either be calculated using Euler’s second or third buckling mode, or by modelling the soil-structure interaction by a suitable model. Since no such model is specified in the code, the aim of this thesis was to develop a model which takes into account the stabilizing effect of the soil for the calculation of the buckling force and to model the soil-structure interaction with a beam-spring model connected to Winkler springs. The model simulations show that the soil has a significant influence on the critical load, especially when the retaining wall base is driven to depths greater than 2 meters below excavation depth. The model simulations suggest that higher utilization, with up to 4 times greater critical load, of the steel members is possible for some specific cases and an idealized design factor is also elaborated. / Dimensioneringen av bakåtförankrade spontväggar har traditionellt sett i Sverige inte tagit hänsyn till risken för global knäckning. I och med införandet av Eurokod 3 kapitel 5 (SS-EN 1993-5) som styrande dokument vid dimensionering av sponter måste risken för knäckning nu mera beaktas när normalkraften överstiger 4 % av den kritiska knäckningslasten. De geologiska förhållandena i de östra delarna av Sverige, med lösa leror som täcker hårt berg, leder till att bakåtförankrade sponter med brant lutande stag ofta används. Detta leder till en hög utnyttjandegrad av ankaret och också stora normalkrafter i sponten, vilket leder till att knäckning ofta blir dimensionerande brottmod för sponten. Metoden för att beräkna knäckningslasten kan enligt SS-EN 1993-5 göras med Eulers andra eller tredje knäckningsfall eller med en modell som tar hänsyn till jordens stabiliserande effekt. Idag finns ingen sådan numerisk modell att hitta i litteraturen, varför målet med detta arbete har varit att finna en lämplig modell för att ta hänsyn till jordens inverkan vid bestämning av knäckningslasten. För att modellera samverkan mellan jorden och sponten användes en balkmodell med Winkler fjädrar. Simuleringarna visar att jorden har en signifikant inverkan på den kritiska knäckningslasten, särskilt när nedslagsdjupet är större än 2 meter. Flera simulerade geometrier har gett drygt fyra gånger högre knäcklast jämfört med den knäcklast som erhålls om SS-EN 1993-5 följs. Om jorden tas hänsyn till i dimensioneringen av en spont skulle således slankare konstruktioner kunna användas.

The main goal of the grouting is to seal the fractures in the rock mass,improve the strength properties of the rock mass and decrease deformability. However,the overuse of the grouting should be avoided due mainly to economic reasons,optimizing the project time and sometimes severe environmental issues.Insufficient grout spread can cause worse sealing results and decreasedurability. To control the process of grouting and predict the penetrationlength an analytical solution called Real Time Grouting Control theory (RTGC) hasbeen developed. This thesis aimed to evaluate RTGC theory on the equipmentrepresenting a one-dimensional model of a fracture called Varying Aperture LongSlot - VALS. The evaluation was based on a comparison between the calculated(predicted) penetration length according to RTGC theory and the realpenetration obtained in the experiments. Results of the tests show that the RTGCtheory is a good tool to predict the penetration length of the grout at thejoints with apertures close to the hydraulic apertures. At the apertures,significantly less than the hydraulic aperture, the results of the test andRTGC theory differ a lot.

Several regions of the Western United States utilize statistical binary classification models to predict and manage debris flow initiation probability after wildfires. As the occurrence of wildfires and large intensity rainfall events increase, so has the frequency in which development occurs in the steep and mountainous terrain where these events arise. This resulting intersection brings with it an increasing need to derive improved results from existing models, or develop new models, to reduce the economic and human impacts that debris flows may bring. Any development or change to these models could also theoretically increase the ease of collection, processing, and implementation into new areas. Generally, existing models rely on inputs as a function of rainfall intensity, fire effects, terrain type, and surface characteristics. However, no variable in these models directly accounts for the shear stiffness of the soil. This property when considered with the respect to the state of the loading of the sediment informs the likelihood of particle dislocation, contractive or dilative volume changes, and downslope movement that triggers debris flows. This study proposes incorporating shear wave velocity (in the form of slope-based thirty-meter shear wave velocity, Vs30) to account for this shear stiffness. As commonly used in seismic soil liquefaction analysis, the shear stiffness is measured via shear wave velocity which is the speed of the vertically propagating horizontal shear wave through sediment. This spatially mapped variable allows for broad coverage in the watersheds of interest. A logistic regression is used to then compare the new variable against what is currently used in predictive post-fire debris flow triggering models. Resulting models indicated improvement in some measures of statistical utility through receiver operating characteristic curves (ROC) and threat score analysis, a method of ranking models based on true/false positive and negative results. However, the integration of Vs30 offers similar utility to current models in additional metrics, suggesting that this input can benefit from further refinement. Further suggestions are additionally offered to further improve the use of Vs30 through in-situ measurements of surface shear wave propagation and integration into Vs30 datasets through a possible transfer function. Additional discussion into input variables and their impact on created models is also included.

The rheological properties of cement-based grouts play a key role in determining the final spread in grouted rock formations. Rheologically, cement grouts are known to be complex thixotropic fluids, but their steady flow behavior is often described by fitting the simple Bingham constitutive law to flow curve data. The resultant Bingham parameters are then used in grouting design of e.g. tunnels, to estimate the penetration length. Since cement grouts are thixotropic suspensions, the interpretation of their flow curves as obtained from flow sweeps in concentric cylinder rotational rheometers is often complicated by: the presence of wall slip, sedimentation and unstable flow at low shear rates. A systematic approach to study these effects within the constraints of the concentric cylinder geometry (Couette) and for different cement grout concentrations was carried out as part of the Licentiate research work. Of particular interest was the influence of geometry and flow sweep measurement interval on flow curves, including the characteristic unstable flow branch that appears at applied shear rates that are below the critical shear rate. The unstable flow branch observed below the critical shear rate has been described as a characteristic feature in the flow curves of thixotropic suspensions, e.g. cement grouts, laponite. From a practical standpoint, this information can then be readily used to improve rheological measurements of cement grouts. The existence of the critical shear rate below which no stable flow occurs, plus the complex wall slip phenomenon are then discussed by considering how they affect actual spread in rough and smooth rock fractures. Another major part of the research presented in this thesis relates to the measurement of model yield stress fluid (YSF), i.e. Carbopol, velocity profiles within the radial flow geometry. Radial flow between parallel plates, is an idealized fundamental flow configuration that is often used as a basis for grout spread estimation in planar rock fractures. Compared to other flow configurations with YSFs, e.g. channels, only a limited amount of work has presented analytical solutions, numerical models and especially experimental work for radial flow. Thus, as a first step towards more systematic studies of the plug flow region of YSFs in radial flow the current work presents the design, manufacture and for the first time velocity profile measurements that were conducted by using the pulsed Ultrasound Velocity Profiling (UVP) technique. The current observations for tests carried out with different disk spacings and flow rates show a distinct plug region, coupled with wall slip effects for the Carbopol model YSF fluid that was used. The theoretically predicted velocity profiles and the measured ones agree reasonably well, and the main discrepancies are discussed. Future studies, would then be targeted at improving the current experimental setup, for detailed measurements of the plug flow region along the radial length, which remains a challenging issue for studies on YSFs and engineering applications such as rock grouting design. / Cementbaserade injekteringsmedels reologiska egenskaper har en stor påverkan på strömning och inträngningslängd i sprickigt berg. Medlens reologi är komplex, inklusive tixotropi, men strömningen beskrivs ändå oftast med den enkla linjära Bingham modellen i injekteringssammanhang. De två parametrarna från denna modell, flytgräns och viskositet, används sedan inom injekteringsdesign, för t.ex. tunnlar och dammar, för att bedöma inträngningen. Eftersom cementbaserade medel är tixoptropa suspensioner försvåras utvärderingen vid mätning med konventionella rotationsviskometrar på grund av glidning vid fasta begränsningsytor, sedimentation/separation av partiklarna och instabila flöden vid låga deformationshastigheter. En systematisk mätprocedur för att studera ovanstående problem med rotationsviskometer och koncentriska cylindrar samt olika vanliga vattencementtal, har utförts inom ramen för detta licentiatarbete. Av särskilt intresse har varit att studera effekten av olika geometrier och tidsintervallet mellan mätningarna, inklusive den instabila delen av flödeskurvan då deformationshastigheten är lägre än ett kritiskt värde. Denna del av kurvan har i litteraturen beskrivits som karakteristisk för tixotropa suspensioner, som t.ex. cementbaserade injekteringsmedel. Praktiskt kan ovanstående kunskap användas för att förbättra mätningen av de reologiska egenskaperna. Existensen av en kritisk deformationshastighet under vilken det inte finns något stabilt flöde, i kombination med glidning vid fasta begränsningsytor, diskuteras särskilt med hänsyn till dess påverkan på faktisk inträngning i släta och råa bergsprickor. Ett annat fokus i licentiatarbetet har varit att studera icke-Newtonska modellvätskors (Carbopol) radiella strömning mellan parallella plattor. Denna typ av strömningsgeometri används ofta som en idealiserad konfiguration för strömning i bergsprickor. I jämförelse med andra enklare geometrier, finns endast en begränsad forskning utförd för denna geometri både då det gäller analytiska och numeriska beräkningar men framförallt då det gäller experiment. Som ett första steg inför en mer systematisk undersökning av icke-Newtonsk radiella strömning presenteras i detta arbete framtagandet av en fysisk laboratoriemodell där hastighetsprofilerna mellan plattorna för första gången visualiserats med hjälp av ultraljud. De utförda mätningarna med tre olika öppningar mellan plattorna sam tre olika värden på det konstanta flödet, visar på en distinkt plugg som är ett resultat av vätskans flytgräns samt glidning i gränsskiktet mellan vätskan och plattornas fasta begränsningsytor. En jämförelse mellan uppmätta hastighetsprofiler och analytiskt beräknade diskuteras där resultaten överensstämmer relativt väl, med beaktande av de långtgående förenklade antaganden som krävs för beräkningarna. Fortsatta studier kommer att fokuseras på att förbättra laboratoriemodellen för en mer detaljerad studie av icke-Newtonska vätskors strömning och hur pluggen utvecklas under den radiella inträngningen, vilket fortsättningsvis är av betydelse för design av injektering i bergsprickor. / <p>QC 20190521</p>

The cut-off grade determines what rock mass are economic to mine. At the Dannemora mine, in eastern Bergslagen, Sweden, previously processed ore generated tailings (enrichment sand) with an iron content of 21-22 % that was backfilled into large open bodies (stopes) in the mine between 2013-2015. However, the tailings are now considered as ore reserves due to an upgraded processing plant that lowered the cut-off from 30 % Fe to 15 % Fe. Further, with the current lowered cut-off, Grängesberg Exploration Holding AB intends to restart production of iron ore in the Dannemora mine in new ore bodies. However, before starting full operation of excavating the ore bodies and extracting the large ore reserve of tailings, several challenges related to the rock stability need to be well assessed. The main goal of this project is therefore to investigate what would be the safest and most economical technique to extract the tailings that currently act as a stabilising rock mass against the side walls. Investigation of borehole data, drill cores, and geometric calculations, were conducted to characterise the stope host rocks in terms of risk for rock failure and leads to several statements. The results reveal that the host rock has a high strength (70-80 % RQD) and there is a low risk of spalling deformation at the extracted depths when the tailings will be removed. However, deformation as wedge failure could potentially occur when the stabilising tailings will be removed. Further, it is shown that the amount of tailings that can be extracted represent approximately more than one year of iron ore production in the mine. Analysis of the host rock shows that dilution of the tailings can be favourable if the caved wall rocks contain marble or skarn, with ore sections &gt; 15 % Fe. The workflow demonstrates that extraction of low diluted tailings should be done at sublevel 350 meters, before extraction of high diluted tailings at sublevel 442-446 meters. Backfilling must be done simultaneously in order to preserve the stability against the side walls as the tailings are removed. This project demonstrates that tailing extraction is possible, while maintaining the stability of the host rock. The workflow presented in this thesis could be used as an approach for similar mining operations aiming to extract backfilled material and once again process it. / En cut-off halt bestämmer vid vilken halt som en bergmassa innehållandes värdefulla metaller, blir ekonomiskt brytningsbar (malm). Vid Dannemoragruvan i östra Bergslagen, Sverige, har tidigare bearbetad malm bildat en icke värdefull restprodukt (anrikningssand), innehållandes en järnhalt om 21-22 %, som återfylldes i stora brytningsrum inuti gruvan mellan 2013-2015. Anrikningssanden har nu blivit ansett som malm igen då ett uppgraderat anrikningsverk sänkt cut-off halten från 30 % Fe, till 15 % Fe. Med den sänkta cut-off halten, undersöker Grängesberg Exploration Holding AB vidare hur en återstart av Dannemoragruvan, och utbrytning av ännu inte utbrutna malmkroppar, och uttag av den stora malmreserven av anrikningssanden, ska ske. Däremot måste flera utmaningar i form av bergstabilitet undersökas, innan uttaget av malmkropparna och den återfyllda anrikningssanden kan ske. Detta arbete siktar till att undersöka vilket tillvägagångsätt som skulle vara det säkraste och lönsammaste att extrahera anrikningssanden ifrån, då de agerar stabiliserande mot sidoväggarna i de stora brytningsrummen. Undersökning av borrhålsdata, borrkärnor, och geometriska beräkningar, utfördas för att karakterisera sidoberget till brytningsrummen för att förstå risken för bergdeformation. Resultaten visar på en stabil bergmassa (70-80 % RQD) med en liten risk för spjälkning (uppsprickning) vid de undersökta djupen. Risk för bergdeformation inträffar i stället som kilutfall när den stabiliserande anrikningssanden extraheras. Vidare beräknas det att ungefär mer än en årsproduktion av järnmalm kan extraheras i form av anrikningssand från de återfyllda brytningsrummen. Analys av sidoberget visar dessutom att utspädning av anrikningssanden genom blockutfall och uppsprickning, kan bli fördelaktigt om sidoberget innehåller marmor eller skarn med malmsektioner &gt; 15 % järn. Tillvägagångssättet för extrahering av anrikningssanden bör ske från djup 350 meter, innan den högre halten av utspädd anrikningssand extraheras från djup 442-446 meter. Återfyllning måste ske samtidigt för att bevara bergsstabiliteten mot sidoväggarna. Detta arbete visar att extrahering av anrikningssanden är möjligt, samtidigt som bergstabiliteten bevaras. Arbetsflödet skulle kunna användas som ett tillvägagångssätt för framtida gruvoperationer som söker att extrahera återfyllt material och åter anrika det.

Soil-Rock sounding (jb-sounding) is a common method in Sweden, used to determine soil layering. An extension of this method, referred to as Acoustic Soil-Rock sounding, is currently under developement at KTH in Stockholm. This method uses the ground vibrations induced by drilling during jb-sounding. The aim is to investigate if additional information on the soil can be obtained by analysis of the vibrations, e.g. thin layers that cannot be registered by conventional jb-sounding.In this Master’s thesis, a further study of the method Acoustic Soil-Rock sounding has been undertaken to see whether the method is applicable or not. Furthemore, it is investigated whether it is possible to perform the vibration measurements on asphalt covered ground and obtain reliable results, alternatively whether it is possible to detect some systematic difference. This has been conducted as a field observation where the data has been collected during jb-sounding. The data, i.e. the vibration signal, was registered using geophones, one placed on asphalt and one on soil. Measurements from nine boreholes were performed in total; however, only eight of these have been analysed due to failing to register the depth signal properly in one case. The vibration signals have been processed using MATLAB to obtain the frequency spectra and spectrograms, to which the results of the jb-sounding and previous acoustic measurements have been compared.After analysis and comparison of the results, the conclusion was that Acoustic jb-sounding is an applicable method that ought to be developed further and the results from the measurements performed on asphalt were reliable. That is to say, no discernible difference could be deduced between measurements conducted on asphalt and soil. / Jord-bergsondering (jb-sondering) är en i Sverige vanlig metod för att undersöka jordens uppbyggnad. En påbyggnad av denna metod, kallad akustisk jb-sondering, håller för tillfället på att studeras vid KTH i Stockholm. Denna metod går ut på att mäta de vibrationer som uppstår vid markytan till följd av borrning, i samband med jb-sondering. Syftet är att undersöka huruvida kompletterande information från jordlager kan erhållas genom analys av vibrationerna, såsom tunnare lager som annars inte kan registreras av den konventionella jb-sonderingen.I det här masterarbetet har ytterligare undersökning om metoden akustisk jb-sondering genomförts för att först se huruvida metoden är applicerbar eller inte. Vidare studeras om det är möjligt att utföra mätningar även på asfalt och då erhålla tillförlitliga resultat, alternativt om det är möjligt att utläsa någon systematisk skillnad. Detta har genomförts som en fältstudie där data har samlats in i samband med jb-sonderingar. Vibrationssignalerna registrerades med geofoner placerade på jord samt asfalt. Totalt genomfördes mätningar vid 9 stycken borrhål, men endast 8 av dessa har analyserats då djupsignalen från ett borrhål inte registrerades. Vibrationssignalerna har sedan bearbetats i MATLAB för att ta fram frekvensspektrum och spektrogram som sedan har jämförts med resultat från jb-sonderingar samt tidigare studier.Efter analys och jämförelse av resultaten drogs slutsatsen att akustisk jb-sondering är en applicerbar metod som bör utvecklas vidare och att resultaten från mätningar utförda på asfalt var tillförlitliga. Det vill säga ingen större skillnad mellan mätningarna på jord respektive asfalt kan ses.