In this licentiate thesis is presented the work and the results of the construction of two testembankments on sulphide soils at the test field in Lampen outside the city of Kalix next to thenew rail road Haparandabanan.The main purpose of the licentiate thesis work was to improve the knowledge of compressionproperties of sulphide soils, with focus on the creep properties. Another aim was to establish atest field with extensive instrumented test embankments where settlements and pore pressurescan be measured during many decades.The work with the test embankments has included instrumentation and construction as well asmeasurements of deformations, pore water pressures and soil temperatures. Fieldinvestigations of the properties of the sulphide soil have been performed mainly by CPTsounding,field vane test and Swedish piston sampling. An extensive program of laboratorytests, mainly through oedometer tests, both incremental loading and constant rate of strain,permeability tests and undrained direct simple shear tests, was conducted for thedetermination of compression and strength properties. In this work a literature review wasperformed with the subject sulphide soils and focusing on compression properties. A firstsimple one-dimensional calculation of the total settlements of the test embankments wascarried out regarding the magnitude and the time dependency.The instrumentation and the construction of the test embankments have been carefullyplanned and were carried out as planned. The different measuring equipment as settlementhoses, bellow hoses, settlement gauges and inclinometers, which are installed in theembankments and the underlying sulphide soil to measure deformations in the soil, overallhas given the expected values and the behaviour can be explained by theories of soilmechanics. The pore pressure responses in the underlying sulphide soil are related to theapplied load caused by the mass of the embankments and the effective stresses in the soil. Theresults of the pore pressure measurements are comparable with previous experiences of thebehaviour of load testing on fine-grained soils.Many oedometer tests, incremental loading and constant rate of strain (CRS), have beenperformed to study the compression properties of the sulphide soil and to evaluate differentparameters. It has been possible to identify and evaluate the preconsolidation pressure fromall the CRS oedometer tests, which indicates a good quality of the soil samples, .i.e. a wellperformed piston sampling and following handling of the soil samples. In comparisonbetween the two different oedometer tests, incremental loading and constant rate of strain, thefirst one gave a slightly higher value of evaluated preconsolidation pressure.From the incremental loading tests the creep parameters, , and , were evaluated andthey indicate that the values of these parameters in the sulphide soil from Lampen are slightlyhigher than the previous experiences of sulphide soils have shown. This implies that it can berelatively large differences in creep properties between different sites with sulphide soils andthat incremental loading tests should be performed in the cases when creep settlements are ofinterestThe total calculated settlements of the two embankments in Lampen after 50 years arebetween 1.12 and 1.35 m, with the heights 1.5 m and 2.0 m respectively of the embankments The performed measurements of the settlements showed at the time for the latestmeasurements, i.e. 420 days after the start of the construction of the embankments, that thelargest measured settlements of the ground surface were between 0.34 and 0.38 m. Incomparison with the calculated results, these values were slightly higher, since thecalculations for the same time give settlements in the order of 0.26 to 0.30 m.In this work an extensive experimental basis for the future has been created for compressionproperties including creep properties of the investigated types of sulphide soils, withapplications to settlement calculations of embankments. / I denna licentiatuppsats redovisas arbetet med och resultaten av uppbyggnaden av två provbankar på sulfidjord vid nya provfältet i Lampen strax utanför Kalix intill nya Haparandabanan.Huvudsyftet med licentiatarbetet var att förbättra kunskapen om sulfidjordars kompressionsegenskaper med fokus på krypegenskaper. Ett annat syfte var att etablera ett provfält med väl instrumenterade provbankar där sättningar och portryck kan följas upp under många årtionden.Arbetet med själva provbankarna har omfattat instrumentering och byggande samt mätningar av deformationer, porvattentryck och jordtemperaturer. Fältundersökningar av sulfidjordens egenskaper har utförts huvudsakligen genom CPT-sondering, vingförsök och kolvprovtagning. Ett omfattande program med laboratorieförsök innehållande bl.a. stegvisa ödometerförsök, CRS-försök, krypförsök, permeabilitetsförsök och odränerade direkta skjuvförsök, har utförts för bestämning av kompressions- och hållfasthetsegenskaper. I arbetet har ingått en litteraturstudie av sulfidjordar med fokus på kompressionsegenskaper. En första enkel endimensionell beräkning har genomförts av provbankarnas sättningar avseende storlek och tidsförlopp.Instrumenteringen och byggnationen av provbankarna har efter noggranna förberedelser utförts som planerat. De olika mätutrustningarna som horisontalslangar, bälgslangar, markpeglar, skruvpeglar och inklinometrar, vilka är installerade i bankarna och underliggande sulfidjord för att mäta rörelser (deformationer) i jorden, har överlag gett mätvärden som är i förväntad storleksordning och vars beteenden kan förklaras med jordmekaniska teorier. Portrycksresponsen i den underliggande sulfidjorden är kopplad till pålagd last orsakad av bankarna och effektivspänningsförhållandena i fält. Resultaten från portrycksmätningarna är jämförbara med tidigare erfarenheter från belastningsförsök på finkorniga jordar.Ett stort antal CRS-försök och stegvisa ödometerförsök har utförts för att studera kompressionsegenskaper och utvärdera olika parametrar hos sulfidjorden. Det har varit möjligt att utvärdera förkonsolideringstrycket från samtliga CRS-försök, vilket tyder på en bra provkvalitet dvs. en väl utförd kolvprovtagning och efterföljande provhantering. Vid en jämförelse mellan CRS-försöken och stegvisa ödometerförsöken gav de senare ett något högre värde på förkonsolideringstrycket.Från de stegvisa ödometerförsöken har krypparametrarna, ... , och ,... , utvärderats och de visar att för sulfidjorden i Lampen är värdena på dessa parametrar något högre än vad tidigare erfarenheter av sulfidjord har visat. Detta visar att det kan vara relativt stora skillnader i krypegenskaper mellan olika lokaler med sulfidjord och att stegvisa ödometerförsök bör utföras i de fall krypsättningar är av intresse.De totala beräknade sättningarna efter 50 år är för de två provbankarna i Lampen mellan 1,12 - 1,35 m, med bankhöjderna 1,5 m respektive 2,0 m. De utförda uppföljningsmätningarna visade vid det senaste mättillfället, dvs. 420 dygn efter påbörjad uppfyllnad av bankarna, att de största uppmätta sättningarna av den ursprungliga markytan var mellan 0,34 – 0,38 m. I en jämförelse med de beräknade resultaten var dessa något större, då beräkningarna efter samma tidpunkt ger sättningar i storleksordningen 0,26 – 0,30 m. Ett omfattande experimentellt underlag för framtiden har tagits fram avseende kompressionsegenskaper inklusive krypegenskaper hos aktuella typer av sulfidjordar med tillämpning på sättningsberäkningar av bankar.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:ltu-17867 |
| Date | January 2012 |
| Creators | Andersson, Mattias |
| Publisher | Luleå tekniska universitet, Geoteknologi, Luleå |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Licentiate thesis, comprehensive summary, info:eu-repo/semantics/masterThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | Licentiate thesis / Luleå University of Technology, 1402-1757 ; |
Page generated in 0.0022 seconds