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.

I Sverige förekommer det sura sulfatjordar som är resultatet av när sulfidrika sediment, som avsattes för 4000 – 7000 år sedan, introduceras i en oxisk miljö. Sedimenten avsattes i botten av Litorinahavet främst längs östkusten samt Mälardalen i anaeroba förhållanden där sulfider kunde bildas. När dessa sulfider kommer i kontakt med syret i atmosfären vittar sulfiderna och medför en pH sänkning. Detta påskyndas av en antropogen påverkan samt en pågående landhöjning som förekommer i Sverige. Ett lågt pH medför att toxiska metaller kan bli mobila och utlakas till miljöer där de kan medföra stora konsekvenser. I anläggningsprojekt deponeras stora volymer sulfidjordsmassor varje år, som ett resultat att de är försurande samt har en hög sättningsbenägenhet. Detta medför flera kostnader i byggprojekt för deponi, transport och nytt utfyllnadsmaterial. Som en följd motverkar detta ett cirkulärt samhälle när jordens resurser deponeras istället för att återvinnas och återanvändas. Skanska har beslutat om ett mål, att samtliga verksamhetsgrenar ska uppnå s.k. klimatneutralitet vid år 2045. Att framtida kunna återvinna och återanvända sulfidjord kan vara ett bidrag för Skanska att uppnå detta mål genom minskade transporter och återanvändande istället för att deponera sulfidjord och vid anläggningsarbeten tillföra jungfruligt material. För att neutralisera sulfidjord kan olika material användas som förhöjer jordens alkalinitet och motverkar försurningen från oxidationen. Två sådana material är bränd kalk och bioaska som är de två material som jämförs i detta arbete, för att se hur kvalitén på porvattnet samt växtetableringen påverkas av respektive tillsats. För att kontrollera sammansättningen av provattnet samt växtetableringen utfördes flera laborationer, kontroll av torrsubstans, glödförlust, lakförsök, bestämning av mängd buffert, kontroll av vattenhållningskapacitet, återväxtförsök, ämnes analys av porvatten och en beräkning för att uppskatta hur länge den behandlade sulfidjorden bör kunna buffra systemet mot syror.   Vanlig planteringsjord tillät bäst växtetablering och den obehandlade sulfidjorden var den jord som medförde sämst växtetablering. Porvattnet hade högre pH, kring neutralt, än initialt pH för den obehandlade sulfidjorden som var kring pH 4,5. Flera ämnen återfanns i lägre halter i porvattnet för sulfidjorden som har behandlats jämfört med den obehandlade, med vissa variationer. Porvattnet i sulfidjorden som behandlats med bioaska hade högre halter av flera ämnen jämfört med sulfidjorden som behandlats med bränd kalk, framförallt höga nivåer av arsenik samt svavel. Slutsatsen är att båda sulfidjordsblandningarna uppskattas kunna buffra systemet i mer än 10 000 år. Tillsammans med halterna i porvattnet förespråkar resultatet att det finns goda förutsättningar till att behandla sulfidjord och återanvända i olika projekt. Vidare forskning krävs till att optimera ett förhållande mellan mängd tillsatser samt mängd sulfidjord. Skanska bedöms ha goda förutsättningar till att arbeta vidare och kunna etablera en eller flera återvinningsanläggningar i landet för sulfidjord. / In Sweden there are acid sulphate soils that are the result of when sulphide rich sediments, deposited 4000 – 7000 years ago, enters an oxic environment. The sediments deposited at the bottom of the Littorina sea mainly along the east coast as well as Mälardalen in anaerobic conditions where the sulphide could precipitate. When these sulphides get in contact with the oxygen in the atmosphere weathering occurs where the reaction lowers the pH. The rate is increased due to anthropogenic actions along with land rise which occurs in Sweden. Low pH contributes the toxic metals can become mobile and leach to other environments where they could do significant damage. In construction projects, large volumes of sulphide soils are deposited at landfills annually, due to the soil being acidifying as well as the soil often have a high tendency to settle. This entails several costs in constructions projects for landfill, transport and new filling material. As a result, this offsets a circular society when natural resources are landfilled rather than reused. Skanska has decided on a goal, that all branches in their network should achieve climate neutrality by 2045. Recycling and reusage of the sulphide soil would help Skanska to achieve this goal by reduced transport and reusage of the soil instead of outsourcing for virgin material. To neutralize sulphide soils, various materials can be used as buffers that increases the alkalinity of the soil and counteract the acidification from the oxidation. Two possible materials that could achieve this is quicklime and bio-ash, which are the two materials that are compared in this work to see how the porewater quality and plant establishment are affected by the additive. In order to analyse the difference in porewater quality and plant establishment between the two additives, several laboratory works were conducted. Control of dry matter, loss of ignition, batch leaching test, determination of the amount of buffer needed to buffer the soil mixture, control of water holding capacity, growth rate test, analysis of porewater and estimation of buffer capacity. Ordinary topsoil allowed the best plant establishment and the untreated sulphide soil had the worst plant establishment. The porewater from the treated sulphide soil mixtures had a higher pH, around neutral, than the initial pH of the untreated sulphide soil, which was around pH 4,5. Several substances in the porewater had lower concentrations in the treated sulphide soil compared to the untreated, with some variation. The porewater from the soil mixture with the additive bio-ash had higher concentrations for several substances than the sulphide soil that have been treated with quicklime, especially high levels of arsenic and sulphur. The conclusions are that both sulphide soil mixtures have been estimated to be able to buffer the system for over 10 000 years. Together with the porewater properties it suggests that there are great prerequisites to treat and reuse sulphide soil. Although, a more optimum recipe for the ratio of sulphide soil, buffer and stabilizer is required. Skanska is considered to have excellent prerequisites to establish recycling facilities for sulphide soil.

Den finkorniga sulfidjorden som finns längs Norrlandskusten är känd för sin stora sättningsbenägenhet och utgör en potentiell miljörisk genom försurning och urlakning av metaller om den inte hanteras rätt. För att förebygga miljörisker och utveckla jordförstärknings- och grundläggningsmetoder måste en ökad kunskap om sulfidjordar tas fram. I ett pågående forskningsprojekt vid Statens Geotekniska Institut studeras sulfidjords kompressionsegenskaper och rekommendationer ska tas fram avseende underlag för sättningsberäkningar. I projektet omfattas ett antal provbankar där ett av dessa områden, Lampen ligger i Kalix i norra Sverige. I detta examensarbete har det utförts numeriska analyser i finita elementprogrammet PLAXIS 2D av sättningar och portryck under en av provbankarna i Lampen och jämförelser görs med tidigare rapporterade fältmätningar. Tre olika delar analyseras i FE-programmet PLAXIS 2D. I den första delen, som är huvuddelen, utvärderas materialmodellernas, Soft Soil (SS) respektive Soft Soil Creep (SSC), förmåga att simulera de uppmätta sättningarna och porövertrycken för en period av cirka ett års belastning av provbank. Den andra delen består av en analys av de två deformationstillstånden, axialsymmetriskt och plant. De två deformationstillståden jämförs med hänsyn till sättningar och portryck. I den tredje delen utvärderas påverkan på simulerade resultat av olika nivåer på grundvattenytan, en variation som har observerats i provområdet i Lampen. Vid en jämförelse av de konstitutiva modellerna noteras som förväntat större sättningar vid användning av SSC-modellen i jämförelse med SS-modellen. SSC-modellen visar även ett högre porövertryck. Vid jämförelse med i fält uppmätta värden noteras att de mest överensstämmande sättningarna erhålls från SS-modellen medan portrycksutvecklingen simuleras bättre, men ändå långt från bra, med SSC-modellen (för simulering med dubbelsidig dränering). Vid analys av deformationstillstånd (axialsymmetriskt kontra plant) noteras en jämnare fördelning av deformationer längs banken vid användandet av axialsymmetriskt tillstånd. Den potentiella brottrörelsen som uppvisas vid släntkrön vid tillämpning av plant deformationstillstånd är inte lika tydlig vid axialsymmetriskt tillstånd. Det axialsymmetriska tillståndet visar även ett lägre porövertryck. Numeriska simuleringar av den varierande nivån på grundvattenytan som observerats i fältmätningar visar vid fallet en lägre antagen grundvattennivå en marginellt mindre sättning.  Potentiella brottrörelser blir inte lika tydliga då den lägre nivån på grundvattenytan simuleras.

Acid sulfate soils cover a relatively large area of Sweden, especially the coast along Gulf of Botnia. As these soils in contact with oxygen they start to oxidize and the sulphide is converted to sulphate, leading to a strong acidification. Today, these acid sulfate soils often end up on landfills, which is not a sustainable solution as it is both costly and there is a risk of leakage. A company based in Umea has developed a method for neutralizing acid sulphate soil with hope that it can be reused as plant soil, by adding sand and calcium as well as organic matter. At present, the process is only half-finished as the organic matter is not yet added. This study determined how the treatment worked so far, how much sulphide and neutralizing potential remains in the soil, as well as a number of metals and nutrients commonly and preferably found in plant soil. The treated sulfide soil was compared with a plant soil nearby, along with comparison of data from four different studies elsewhere on sulphide soil and results from samples taken before the sulphide soil was treated. Results show that pH value was higher than before the treatment and total sulfur content had decreased, but is still twice as high compared to the plant soil. Sulphide is still found in the soil, but also a fair amount of calcium carbonate, which shows that the reaction is not completed but that the soil has the potential to be further neutralized. Metal content in the treated sulfide soil is similar to the plant soil. The humus content is at 1.3 % and lower than recommended. Depending on area of use the humus content has to increase, more or less. Based on the results of the analyzes, the treated soil cannot be used as plant soil at the present time. This because of the organic matter that has not yet been added, and that there is still sulphide left in the soil.

The purpose of this master thesis is to investigate how to evaluate CPT-soundings in sulphide soilfrom Mälardalen in CONRAD. The objective is to conclude whether sulphide soil from Mälardalenshould be evaluated with existing methods or a new method should be developed. The only existingevaluation methods for sulphide soil are empirically derived for sulphide soil along the coast of Gulfof Bothnia known as Svartmocka. There are currently no guidelines for when to use this evaluationmethod. In the industry, sulphide soil in Mälardalen is evaluated as clay for lack of alternatives, butthis solution has no scientific basis. There is therefore a need for an extended investigation on howsulphide soil from Mälardalen should be evaluated. Previous research has been summarized and provides the basis for the design of the analysis method. Geotechnical investigation data from two sites have been collected and analysed: Spångadalen, innorthwest Stockholm and part of the new railway Norrbotniabanan located north of Umeå in thenorthern part of Sweden. At Spångadalen, the main reason for the investigation is the construction oftwo storm water management ponds. Here some extended laboratory experiments have been carriedout to supplement existing data.Since the purpose of this thesis is to investigate how to evaluate the sulphide soil in Mälardalen, thedata from Spångadalen has be evaluated both with the method for clay and sulphide soil. The datafrom Norrbotniabanan has only been evaluated as sulphide soil. The comparison between theevaluation methods and areas is bases on the difference between the different investigation methods. The parameters of undrained shear strength, pre-consolidation pressure and overconsolidation ratiofrom CPT-soundings has been compared with the same parameters from direct shear tests, fall conetests, field vane tests and CRS. The comparison has also included the spread of the evaluated CPTs indifferent areas. Further the cone factors for the undrained shear strength and pre-consolidationpressure in the empirical equations in CONRAD has been evaluated for the soil in Spångadalen. Theevaluated in based on the evaluation of the CPT preformed in CONRAD and values for the undrainedshear strength and pre-consolidation pressure from other reference methods. The cone factors for theundrained shear strength and pre-consolidation pressure were then compared to the existing conefactors.The conclusion is that no significant results indicates that sulphide soil in Mälardalen differs fromclay although it shares some characteristic with the sulphide soil from Norrbotniabanan. Sulphidesoil from Spångadalen should not even be called sulphide soil since the amount of sulphide was toolow, which was discovered during the study. It should instead be called clay with elements of sulphide. Sulphide soil from Mälardalen should therefore continue to be evaluated as clay. However, furtherresearch on the subject is needed to ensure this conclusion for other areas with sulphide soil in Mälardalen. / Syftet med denna examensuppsats är att undersöka hur CPT-undersökningar I sulfidjord från Mälardalen bör utvärderas i CONRAD. Målet är att genom analys finna underlag för slutsatser,antingen för att sulfidjord från Mälardalen bör utvärderas med befintliga metoder eller att en nyutvärderingsmetod bör utvecklas. De befintliga utvärderingsmetoderna för sulfidjord är empiristbaserade på sulfidjord längst med kust av Bottenviken, känd som Svartmocka. Idag saknas detriktlinjer för när denna ut metod ska användas och i branschen utvärderas sulfidjord från Mälardalensom lera i brist på alternativ. Denna lösning saknar dock vetenskaplig grund. Det finns därför ettbehov av en utökad undersökning kring hur sulfidjord från Mälardalen bör utvärderas.Tidigare forskning har sammanställts och lagat till grund för utformningen av analysmetoden.Geotekniska undersökningsdata från två områden har samlats in och analyserats. Ett område ligger iSpångadalen väster om Stockholm i Mälardalen. Det huvudsakliga skälet till undersökningarna ärbyggandet av två dagvattendammar. Det andra området ligger norr om Umeå i norra delen av Sverige.De undersökningarna kommer från en del av den nya järnvägen Norrbotniabanan. I Spångadalen harutökade laboratorieförsök utförts som komplement till befintliga data.Då syfte med denna uppsats är att undersöka hur sulfidjord i Mälardalen bör utvärderas harundersökningarna från Spångadalen utvärderats med metoderna för både lera och sulfidjord.Undersökningarna från Norrbotniabanan har endast utvärderats som sulfidjord. Jämförelsernamellan de olika utvärderingsmetoderna och utvärderingsmetoderna baseras på skillnaderna mellande olika undersökningsmetoderna. Parametrarna för odränerad skjuvhållfasthet,förkonsolideringstryck och överkonsolideringsgrad från CPT-sonderingarna har jämförts medsamma parametrar från direkt skjuvförsök, fallkonförsök, vingförsök och CRS. Jämförelseninkluderar också spridningen av de utvärderade CPT-sonderingarna i olika områden.Fortsättningsvis har konfaktorerna för den odränerade skjuvhållfastheten ochförkonsolideringentrycket i de empiriska ekvationerna för CONRAD utvärderats för jorden iSpångadalen. Utvärderingen baserades på CPT resultaten från CONRAD och värden för denodränerade skjuvhållfastheten och förkonsolideringstrycket från andra referensmetoder.Konfaktorerna för den odränerade skjuvhållfastheten och förkonsolideringstrycket jämfördes sedanmed de befintliga konfaktorerna.Slutsatsen är att inga signifikanta resultat visar på att sulfidjord från Mälardalen avviker från leratrots att den i vissa avseenden liknar sulfidjord från Norrbotniabanan. Sulfidjord från Spångadalenbör inte ens benämnas som sulfidjord då sulfidhalten var för låg, vilket upptäcktes under projektet.Den bör istället benämnas som lera med inslag av sulfid. Sulfidjord från Mälardalen bör därför ävenfortsatt utvärderas som lera. Dock behövs fortsatt forskning inom ämnet behövs för att säkerställadenna slutsats.

Haparandabanan, den järnväg för godstrafik som går mellan Boden och Haparanda, byggdes för närmare 100 år sedan och stora delar av järnvägssträckan är i dåligt skick. För att klara morgon- dagens ökande transportbehov rustas den befintliga järnvägen mellan Boden och Kalix upp samt byggs en helt ny järnväg mellan Kalix och Haparanda. Projekt Haparandabanan har i järnvägsplaner, tillståndsansökningar om vattenverksamhet och anmälningsärenden gällande uppläggning av inert avfall utlovat att vidta en mängd åtgärder och försiktighetsmått. För att dessa åtaganden inte ska förbises och eventuellt orsaka negativa effekter på naturmiljön är det angeläget att följa upp dem. Det övergripande syftet med det här examensarbetet var att följa upp åtgärder och försiktighets- mått som projekt Haparandabanan åtagit sig att vidta och som kan påverka järnvägsområdets yt- och grundvatten. Exempel på åtgärder är att trummor ska läggas genom järnvägsbanken vid passage av våtmarker för att våtmarkernas hydrologiska funktioner ska upprätthållas, att sulfid- jord ska placeras anaerobt under grundvattenytan och att grumlingsförebyggande åtgärder ska vidtas vid vattendrag med målsättning att finsand ska hinna sedimentera. Två undersyften med examensarbetet var att ta reda på om järnvägsbyggnationen påverkat närområdets yt- och grundvattenkvalitet och att kortfattat och generellt beskriva projektets status vad gäller upp- nåelse av dess vattenrelaterade miljömål. Resultaten visar att projekt Haparandabanan uppfyllt de flesta åtaganden som följts upp under det här examensarbetet men att det funnits en del brister. Mer detaljerat visar resultaten bland annat att projektets utformningar av järnvägsvallens underbyggnad vid passager av våtmarker till viss del ändrats efter järnvägsplanernas fastställelser och att lokalisering av upplag till stor del följt järnvägsplanernas illustrationer. Projektets sulfidjordshantering har inte alltid skett på bästa tänkbara sätt eftersom det funnits brister i nedgrävning och täckning av uppgrävda sulfid- jordar. Kontroll av lakvatten från sulfidjordsupplag har skett regelbundet men referens- provtagningen var i de flesta provtagningspunkter bristfällig vilket lett till att det är svårt att dra konkreta slutsatser om huruvida projektets uppläggning av sulfidjordar orsakat förhöjda sulfathalter eller inte. Vidare visar resultaten att projekterade sedimenteringsanordningar inte alltid uppförts och att de i vissa fall varit undermåliga. Erosionsskydd i form av bergkross och naturgrus har dock i stor utsträckning lagts vid alla vattendrag utefter den nya järnvägslänken. Diagram över turbiditet visar att projektet mest troligt orsakat grumling i mer än hälften av vattendragen. Resultaten visar också att samstämmigheten mellan olika delar av projektets järnvägsplaner bör bli bättre. Ett exempel är att skyddsåtgärder mot kemikalieutsläpp vid järn- vägens passage av tre grundvattenförande isälvsavlagringar utlovades i järnvägsplanernas plan- beskrivningar men inte miljökonsekvensbeskrivningar, vilket bidragit till att detaljprojektörer inte projekterat in några skyddsåtgärder. Projektet har uppnått tre av fyra av sina detaljerade miljömål.