Info-1 5 2008 just - SGI

1 STATENS geotekniska institut . SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE. Jords egenskaper ROLF LARSSON. Information 1. LINK PING 2008. STATENS geotekniska institut . SWEDISH GEOTECHNICAL INSTITUTE. Information 1. Jords egenskaper ROLF LARSSON. LINK PING 2008. 5:e utg van reviderad Information Statens geotekniska institut (SGI). 581 93 Link ping Best llning SGI, Informationstj nsten Tel: 013 20 18 04. Fax: 013 20 19 09. E-post: Internet: ISSN 0281-7578. ISRN SGI-INF--08/1--SE. Projektnummer SGI 13359. Dnr SGI 3-0806-0641. F rord Avsikten med denna skrift r att ge en intro- I denna informationsskrift g rs en n gorlunda duktion till hur jord fungerar i geotekniska kortfattad sammanst llning av det grundl g- sammanhang.

2 Gande om jords uppbyggnad, geotekniska be- grepp, jords klassificering sett ur geoteknisk Under rens lopp har ett antal kompendier, synvinkel och dess h llfasthets- och deforma- l rob cker och handledningar skrivits i mnet, tionsegenskaper som de best ms och anv nds Geoteknikdelarna i handboken Bygg vid SGI i dag. samt Svenska geotekniska F reningens labo- ratoriekommitt s anvisningar. Link ping i december 2007. Under senare r har f r ndringar skett i no- Rolf Larsson menklatur, jords indelning och klassificering, synen p jords deformationsegenskaper och i viss m n p jords h llfasthetsegenskaper. 5:e utg van reviderad december 2007. Forskningsrapporter om nya r n har skrivits med som regel etablerade geotekniker och forskare som m lgrupp.

3 Mer praktiska r d och handledningar baserade p dessa ges i SGI:s informationsserie. Jords egenskaper 3. 4 SGI Information 1. Inneh llsf rteckning F rord .. 3. Jordarternas uppbyggnad .. 8. Allm nt .. 8. Struktur .. 9. Grundbegrepp .. 11. Allm nt .. 11. Densitet .. 11. Tunghet .. 11. Torrdensitet d .. 12. Vattenkvot w .. 12. Vattenm ttnadsgrad Sr .. 12. Portal e .. 12. Porositet n .. 12. Densitetsindex ID .. 13. Packningsgrad RD .. 13. Organisk halt .. 13. Konsistensgr nser .. 14. Allm nt .. 14. Flytgr nsen wL .. 14. Plasticitetsgr ns wP .. 15. Krympgr ns wS .. 15. Plasticitetstal eller plasticitetsindex IP .. 15. Flytindex IL .. 15. Konsistensindex IC .. 15. Aktivitetstal aC .. 15. Kornf rdelning .. 16.

4 Allm nt .. 16. Sten- och blocksortering .. 16. Indirekt bed mning av sten- och blockhalt .. 16. 16. Sedimentationsanalys .. 17. Kornform .. 17. Klassificering av jordarter .. 18. Allm nt .. 18. Klassificering efter kornstorlek .. 18. Jordartsgrupper .. 18. Klassificering efter kornf rdelning och graderingstal .. 18. Klassificering efter densitet (eller lagringst thet) .. 22. Klassificering efter konsistensgr nser .. 22. Klassificering efter odr nerad skjuvh llfasthet och sensitivitet .. 22. Klassificering efter verkonsolideringskvot .. 23. vriga faktorer f r klassificering .. 23. Humus och organiska sulfider .. 23. Speciella jordarter .. 24. Indelning i materialgrupper efter tekniska egenskaper i byggnadssammamhang.

5 24. Klassificering med h nsyn till tj lfarlighet .. 24. Jords egenskaper 5. Permeabilitet och kapillaritet .. 26. Permeabilitet .. 26. Best mning av permeabilltetet .. 27. 29. Kapill r stigh jd .. 29. Best mning av kapill r stigh jd .. 30. Best mning av negativa portryck .. 30. Kapill r str mning .. 32. Deformationsegenskaper .. 33. Allm nt .. 33. Deformationstyper .. 33. Inverkan av sp nningshistoria p deformationsegenskaperna .. 34. Portrycksuppbyggnad .. 35. Deformationsmoduler .. 36. Tryckmodulen .. 36. Skjuvmodulen G .. 36. Elasticitetsmodul E och kontraktionstalet .. 38. Kompressionsmodulen M ( dometermodulen) och kompressionsindex CC .. 39. Konsolidering .. 41. Endimensionell prim r konsolidering.

6 41. Sekund r konsolidering .. 41. Krypdeformationer .. 42. Best mning av kompressionsegenskaper .. 42. dometerf rs k .. 42. Kompressometerf rs k .. 45. Triaxialf rs k .. 45. Skjuvh llfasthet .. 46. Allm nt .. 46. Dr nerad skjuvh llfasthet .. 46. Dr nerad skjuvh llfasthet i icke vattenm ttad jord ovanf r grundvattenytan .. 48. Odr nerad skjuvh llfasthet .. 48. Odr nerad skjuvh llfasthet i vattenm ttad jord .. 48. Odr nerad skjuvh llfasthet i icke vattenm ttad jord .. 50. Sensitivitet St .. 50. Best mning av skjuvh llfasthet .. 51. Allm nt .. 51. Triaxialf rs k .. 51. Direkta skjuvf rs k .. 51. Enaxligt tryckf rs k .. 52. Vingf rs k .. 52. CPT-sondering .. 52. Fallkonf rs k .. 53. Korrektion av odr nerad skjuvh llfasthet.

7 53. Rekommenderad litteratur .. 54. Appendix .. 57. 6 SGI Information 1. Jords egenskaper 7. Jordarternas uppbyggnad Allm nt Det organiska materialet best r huvudsakligen av v xtrester i olika grad av f rmultning. En jord s gs vara uppbyggd av tre faser, fast fas, flytande fas och gasfas. Den fasta fasen Materialet i mineralkornen kan identifieras utg rs huvudsakligen av mineral- och lerpar- med polarisationsmikroskop medan lermineral tiklar vilka bildar jordens lastb rande skelett, vanligtvis best ms med hj lp av r ntgendiff- men kan ocks utg ras av organiskt material. raktionsanalys. H lrummen i skelettet, porerna, r fyllda med porvatten eller porgas eller b dadera. En jords Lermineralen klorit och montmorillonit f re- sammans ttning r beroende av under vilka kommer i berg i sk lar1) och lerslag.

8 Montmo- geologiska betingelser jorden bildats. Kunska- rillonit och vissa former av klorit sv ller starkt per i geologi r d rf r av stort v rde inom vid avlastning och vattenuppsugning. Ras kan geotekniken. av denna orsak intr ffa i v gsk rningar, tunnlar och bergrum. Mineralkornen best r fr mst av kiself rening- ar som kvarts, f ltspat, glimmer, hornbl nde, Porvattnets sammans ttning beror p jordens klorit, pyroxen , men ocks av karbonater bildningsmilj och efterf ljande kemiska pro- ( kalciumkarbonat) och olika sulfider cesser samt vattenstr mningar i jorden. I jor- ( j rnsulfid). dar som avsatts i marin milj och d r ingen urlakning eller kemiska processer gt rum har Det dominerande lermaterialet i Sverige r porvattnet samma sammans ttning som det illit.

9 Klorit, kaolinit och montmorillonit f re- havsvatten jorden avsatts i. Urlakning medf r kommer ocks men i mindre omfattning. en minskning i salthalt och infiltration kan tillf ra nya mnen. Vittring kan medf ra frig - Partiklarna inom lerfraktionen < 2 m r som rande av tidigare bundna joner och kemiska regel flata. De upptr der dels som enskilda f r ndringar. partiklar, prim ra partiklar, dels som aggregat av partiklar, sekund ra partiklar. I Figur 1 vi- I jord ovanf r grundvattenytan best r porga- sas frekvensen av storlek och form f r enskil- sen huvudsakligen av luft. Under grundvatten- da partiklar i en svensk lera. ytan finns ocks koldioxid, svavelv te och metan, dels som bl sor i porvattnet, dels l st i porvattnet.

10 1). Sk l: Zon i berggrunden med krossat eller f rskiffrat berg. Figur 1. Histogram ver partikelstorleken uttryckt som st rsta partikelm ttet samt partikelformen uttryckt som kvoten mellan st rsta och minsta partikelm ttet i lerfraktionen (jfr Pusch,1962). 8 SGI Information 1. Struktur I jordarter som fr mst best r av st rre mineral- korn r de enskilda kornen i direkt kontakt med varandra. Strukturen hos kornskelettet och relationen mellan fasta partiklar och h l- rum beror p kornf rdelning, avs ttningsf r- h llanden och efterf ljande belastning. En ensgraderad jord (se sid. 20) som f tt sedi- mentera l ngsamt och sedan f tt vara ost rd Figur 3. har en mycket ppen struktur med stora porer Fast lagrad jord.