The report is part of the development project run by Ingenjörsfirman Geotech AB, where some of the field investigations were carried out in collaboration with Bohusgeo AB. The aim of the thesis is to do field investigations with the new Vane Geotech Nova (Nova-vane) equipment, and compare the results with known and proven methods. The vane test is an in situ method that determines the undrained shear strength, for example for clay soils. Eight tests have been performed with the Nova-vane and they have been compared with the Nilcon-vane, an electronic Nilcon-vane, a CPT-probing and Direct shear tests in the laboratory. Parameter determination has been done with CRS-tests and ordinary laboratory routine examination. According to earlier research, the time for failure, waiting time and rotational speed are parameters that have been tested in order to know how they affect the evaluated shear strength in clay soils. Previous investigations from 1950 to 1990 show that the parameters mentioned above have a major impact on the evaluated shear strength. When comparing already known evaluation methods for the undrained shear strength, it has been found that the Nova-vane generates shear strength measurements are far too low. The reason why the Nova-vane shows lower undrained shear strengths than other methods may be due to a number of factors. The analysis of the tests shows that the rotation speed has not been constant, as the rotation is becoming faster and faster, the time to failure varies between a few seconds to several minutes over the recommended time to failure. Another major factor is the deviating angle compared to the vertical plane, the vane has been driven down with. In the eight tests, the rotational speed has been a difficult parameter to control. The electric engine used, a modified Geotech EVT 2000 electric vane instrument, could only apply different energies and are normally used for 22 mm probe rods. Which specific applied force on the rods generating the correct rotational speed, depends entirely on the properties of the clay. When 36 mm probe rods are used together with the electric engine the rotational speed is even more difficult to control. According to the SGF recommended standard from 1993 states that the time to failure of a vane test should be between 2 and 4 minutes, from the time the vane is activated. It primarily depends on the speed of rotation, which means that the time for failure was also a difficult parameter to control. The angle with which the Nova-vane is driven increases with depth to about 30° at 30 meters. While the angle of CPT-probing increases only 5° at 30 meters. The driven angle could have significance to the shear strength, although it is difficult to conclude what kind. The Nova-vane is the only vane borer that can measure which angle it is driven down with. The increasing angle is assumed to depend on the geometry of the instrument and not on the properties of the clay. The conclusion is that the measurement with the Nova-vane gives lower values than the other methods. However, the range of values proves only small differences down to the depth of 20 meters. The system as a whole is working with an acceptable accuracy, although a stronger engine and a more precise control of the engine speed is needed. More tests have to be done to determine how the Nova-system can be designed and how the investigation should be performed to get equal values as other proven methods. / Rapporten är en del av ett utvecklingsprojekt som drivs av Ingenjörsfirman Geotech AB, där viss del av fältundersökningar utförts i samarbete med Bohusgeo AB. Examensarbetets roll har varit att utföra fältförsök med den nya vingförsöksutrustningen typ Vane Geotech Nova (Nova-vingsond) för att sedan sammanställa och jämföra resultaten med redan kända och väl beprövade metoder. Vingförsöksmetoden är en in situ metod som bestämmer den odränerade skjuvhållfastheten i kohesionsjord. Åtta försök med Nova-vingsond har utförts och jämförts med Nilcon-vingar och eldriven Nilcon-vinge samt CPT-sondering och direkta skjuvförsök i laboratorium. Även CRS-försök och rutinundersökning i laboratorium har gjorts, för parameterbestämning. Enligt undersökningar i tidigare forskning har: tiden till brott, väntetiden och rotationshastigheten varit parametrar som testats för att se hur de påverkar den utvärderade skjuvhållfastheten i lerjordar. Tidigare forskning utförd mellan 1950 och 1990, visar att nämnda parametrar har en stor inverkan på den utvärderade skjuvhållfastheten. Vid jämförelser mellan Nova-vingsonden och andra utförda försök inom provtagningslokalen ger Nova-vingsonden lägre odränerad skjuvhållfasthet, vilket kan bero på flertalet faktorer. Analysen av försöken påvisar att hastigheten inte har varit konstant utan att rotationen blir allt snabbare, tiden till brott varierar mellan några få sekunder till flera minuter över den rekommenderade tiden till brott. Samt att neddrivningsvinkeln är avvikande från det tänkta vertikalplanet. I de åtta försöken har rotationshastigheten varit en svårstyrd parameter. Den elektriska rotationsmotorn som har använts är en modifierad Geotech EVT 2000. Den elektriska är dimensionerad för sondstänger med en diameter på 22 mm och har en effektinställning. Vilken rotationshastighet som den specifika effekten genererar beror helt på lerans egenskaper, vilket gör att rotationshastighet är svår att ställa in på rotationsmotorn, speciellt med 36 mm sondstänger. Tiden till brott för vingförsöksmetoden ska enligt SGF standard från 1993 vara mellan 2 och 4 minuter från dess att vingen aktiverats. Den beror framför allt av rotationshastigheten, vilket medför att även tiden till brott var en svårstyrd parameter. Nova-vingsonden visar en växande neddrivningsvinkel mot djupet, vid 30 meter cirka 30°, i jämförelse med CTP-sonden som endast ökade med 5° på 30 meter.  Neddrivnings-vinkeln kan ha betydelse för den erhållna skjuvhållfastheten, dock är det en svår att bestämma hur. Nova-vingsonden är den enda vingförsöksmetod som har en lodenhet. CPT-sonden har också en lodenhet, den gav mindre utslag. Neddrivningsvinkeln bero förmodligen på instrumentets geometri och inte på lerans egenskaper. För att kunna styra rotationshastigheten och på så vis tiden till brott behövs en utvecklad utrustning. Främst krävs en starkare motor som rotationshastgeten går att ställa in på, övriga komponenter anses vara tillräckligt noggranna, dock behöver viss systemutveckling ske. Slutsatsen blir att de utförda mätningarna med Nova-vingsonden visar lägre resultat än övriga bestämningar. Då det är många parametrar som har inverkan på resultatet, behövs fler undersökningar göras för att fastställa hur Nova-systemet ska konstrueras och hur försök ska utföras för att erhålla likvärdiga resultat som övriga metoder.

Sulphide soils in Sweden are mainly found along the northeast coastline. These soils area characterized by their fine grain size, low shear strength and black, or grey, color. These soils are also found further south, in the Sundsvall area in Västernorrland, but have slightly lower sulphide content there. They are therefore often classified as sulphide-bearing soils. It is presumed that the undrained shear strength is underestimated in these soils. The undrained shear strength is used in the design of different geotechnical reinforcements. To obtain the undrained shear strength of a soil, several methods can be used. In situ, cone penetration tests or field vane tests can be used for example. In a laboratory environment, the undrained shear strength can be obtained from fall cone test or direct shear tests on undisturbed samples. Depending on how the soil is classified, they can be evaluated as a sulphide soil or as inorganic clay.  The objective of this master's thesis is to investigate if there are any indications showing that the undrained shear strength of sulphide-bearing soils in the Sundsvall area is being underestimated. It has also been investigated whether these soils should be evaluated as inorganic fine-grained soils instead of sulphide soils. Attempts have also been made to find a more suitable and site-specific reduction factor, cone factor, for the cone penetration tests. In order to enable this study, data from the mentioned investigation methods have been collected from Sweco's project Dubbelspår Dingersjö-Sundsvall C. The Project was separated into three subareas, since there were mainly three areas with direct shear tests. The data was evaluated both as sulphide soil and as inorganic clay, and then compared with the reference values from the direct simple shear tests. The site-specific cone factors for the cone penetration tests were also derived by using the undrained shear strength from the direct simple shear tests.  The result from the comparison with the reference values shows that the undrained shear strength of the sulphide-bearing soils in the Sundsvall area is underestimated if it is evaluated as sulphide soil. This applies to all three methods, cone penetration tests, fall cone tests and field vane tests. The fact that the undrained shear strength is currently underestimated means that costs and environmental impact could be reduced in many projects in Västernorrland if a more accurate reduction were to be used. New cone factors were also derived as a part of the result. The new cone factors were 20.55, 18.84 and 17.04 for the three subareas. This can be compared to the current cone factor for sulphide soil, which is 20. At the end of this report it is discussed whether the direct simple shear tests are the most suitable method for obtaining reference values in these soils. It is also discussed which parameters are believed to affect the cone factors. Future research should investigate how the silt and organic content affects the undrained shear strength. This should be done to be able to find a more accurate reduction for sulphide-bearing soils. Whether the direct simple shear tests are best suited to use as a reference values should also be investigated further. / Sulfidjordar i Sverige återfinns främst längst den nordöstra kustlinjen. Dessa jordar är generellt sett finkorniga, har låg skjuvhållfasthet och är ofta svarta eller gråa. Sulphidjordar återfinns även längre söder ut, i Sundsvallsområdet i Västernorrland, men sulfidinnehållet är något lägre i det området. De klassas därför ofta som sulfidhaltiga. Det förmodas att den odränerade skjuvhållfastheten underskattas i dessa jordar. Den odränerade skjuvhållfastheten används när olika geotekniska lösningar ska dimensioneras. Det finns flera olika metoder som kan användas för att erhålla den odränerade skjuvhållfastheten. I fält kan till exempel CPT-sonderingar och vingförsök utföras. I en laboratoriemiljö kan den odränerade skjuvhållfastheten erhållas från fallkonförsök och direkta skjuvförsök på ostörda jordprover. Beroende på hur jordarten klassificeras kan de utvärderas som en sulfidjord eller oorganisk lera. Syftet med detta examensarbete är att undersöka om det finns indikationer som tyder på att den odränerade skjuvhållfastheten i sulfidhaltiga jordar i Sundsvallsområdet underskattas om de utvärderas som sulfidjord. Det har även undersökts om dessa jordar ska utvärderas som en oorganisk finkornig jord istället för en sulfidjord. Det har också gjorts försök att hitta mer passande och platsspecifika, reduktionsfaktorer, konfaktorer, för CPT-sondering. För att möjliggöra undersökningen har data från de nämnda undersökningsmetoderna sammanställts från projektet Dubbelspår Dingersjö-Sundsvall C. Projektet har delats upp i tre delområden, eftersom det främst finns tre områden där direkta skjuvförsök har utförts. Undersökningarna utvärderades både som sulfidjord och oorganisk lera och jämfördes sedan med referensvärden från de direkta skjuvförsöken. Även de platsspecifika konfaktorerna för CPT härleddes med hjälp av den odränerade skjuvhållfastheten från de direkta skjuvförsöken.  Resultaten från jämförelsen med referensvärdena visar att den odränerade skjuvhållfastheten i sulfidhaltiga jordar i Sundsvallsområdet underskattas när den utvärderas som sulfidjord. Detta gäller alla tre metoder, CPT, fallkonförsök och vingförsök. Faktumet att den odränerade skjuvhållfastheten underskattas innebär att kostnad och klimatpåverkan skulle kunna minska i många projekt i Västernorrland om en mer exakt reduktion skulle göras. Nya konfaktorer härleddes också som en del av resultatet. De nya konfaktorerna var 20.55, 18.84 och 17.04 i de tre delområdena. Det kan jämföras med den nuvarande konfaktorn för sulfidjord, som är 20. I slutet av rapporten diskuteras det huruvida direkta skjuvförsök är den bäst lämpade metoden för att ta fram referensvärden i dessa jordar. Det diskuteras även vilka parametrar som tros påverka konfaktorn. Framtida forskning borde undersöka hur siltinnehållet och det organiska innehållet påverkar den odränerade skjuvhållfastheten. Det borde göras för att kunna erhålla en mer lämplig reduktion för sulfidhaltiga jordar. Om direkta skjuvförsök är bäst lämpad att använda som referensvärde borde också undersökas vidare.