Et studie av den mineralogiske sammensetningen i norske sensitive leirer : Med et geoteknisk perspektiv
Hensikten med dette studiet har vært å undersøke norske sensitive leirer med hensyn til mineralogien. Studiet har blitt utført i samarbeid med det tverretatelige programmet Naturfare - Infrastruktur, Flom og Skred (NIFS). De har observert at det er store spredninger i geoteknisk måledata og ønsket d...
| Main Author: | |
|---|---|
| Other Authors: | |
| Format: | Master Thesis |
| Language: | Norwegian Bokmål |
| Published: |
2013
|
| Subjects: | |
| Online Access: | http://hdl.handle.net/10852/37892 http://urn.nb.no/URN:NBN:no-39908 |
| Summary: | Hensikten med dette studiet har vært å undersøke norske sensitive leirer med hensyn til mineralogien. Studiet har blitt utført i samarbeid med det tverretatelige programmet Naturfare - Infrastruktur, Flom og Skred (NIFS). De har observert at det er store spredninger i geoteknisk måledata og ønsket derfor å undersøke om mineralogien kunne ha en innvirkning på disse spredningene. Det har blitt samlet inn prøvemateriale i form av sensitive leirer i fra hele Norge, med hjelp fra Statens Vegvesen, Jernbaneverket, Norges Vassdrag- og Energidirektorat, Multiconsult, Rambøll og PhD stipendiat Tonje Eide Helle. Hele 102 prøver har blitt samlet inn og analysert med hensyn til mineralinnhold og kornfordeling, ved sedimentlaboratoriet hos Universitetet i Oslo. De geotekniske dataene som ligger til grunn for oppgaven ble opplyst av prøvetaker, hvor vanninnhold, plastisitetsindeks og omrørt skjærstyrke har blitt brukt for å undersøke eventuelle sammenhenger mellom mineralogi og geotekniske parametere. Studiet viser at det mineralogiske innholdet er relativt ensartet, og det avviker lite i fra norske leirers mineralsammensetning for øvrig. Prøvene inneholder kvarts, amfibol og feltspat, men de domineres av illitt og kloritt. Analyser av leirfraksjonen viste at den hovedsakelig utgjøres av illitt og kloritt, med mindre innslag av amfibol og kvarts. Ved sammenligninger på tvers av regionene ble det funnet at Sør- og Vestlandet har et betydelig lavere innhold av kloritt enn hva de resterende landsdelene har. I 24 av leirprøvene ble det funnet spor av smektitt, hvor hoveddelen av disse prøvene er lokalisert i Nord-Norge. Det ble også funnet at kvartsinnholdet synker med økende andel partikler i leirfraksjonen, med en økt konsentrasjon av kvarts i finsiltfraksjonen. Vanninnholdet stiger som forventet med både økt andel av sjiktmineraler og økt andel leirfraksjon. Et økende vanninnhold gir også som forventet en synkende omrørt skjærstyrke. Det ser ut til at plastisitetsindeksen øker med økt andel leirfraksjon ved sammenligninger for hele datasettet, hvilket er i overenstemmelse med tidligere studier. PhD stipendiat Tonje Eide Helle har for enkelte av prøvene utført analyser med hensyn til den elektriske konduktiviteten. Konduktiviteten plottet mot omrørt skjærstyrke viser som forventet en omvendt proporsjonalitet. Konduktiviteten stiger også med økt andel sjiktmineraler. Det har blitt vist at man i en dybdeprofil kan finne både sensitive og ikke – sensitive prøver, uten at man ser tilsvarende endringer i mineralogien. Den relativt ensartede mineralogien, og dens få endringene i dybdeprofilene tatt i betraktning, så har det blitt konkludert med at porevannkjemien har større innvirkning på spredningen i de geotekniske parameterne enn mineralogien. The purpose of this study was to investigate the mineralogy in Norwegian sensitive marine clays. The study has been performed in cooperation with the interdepartemental research program “Naturfare – Infrastruktur, Flom og Skred” (NIFS). They have observed that there is a significant spread of geotechnical data from different locations, in measurements performed using the CPTU method. Therefore they wanted to investigate whether or not this spread is caused by the influence of the clay mineralogy. The study was performed by collecting samples of sensitive clays from all over Norway, with emphasize on the geographical distribution. This process was conducted with help from Statens Vegvesen, Jernbaneverket, Norges Vassdrag- og Energidirektorat, Multiconsult, Rambøll and PhD student Tonje Eide Helle. A total amount of 102 samples have been collected and analyzed regarding mineral content and grain size distribution in the sediment laboratory at the University of Oslo. The geotechnical data in this study was provided by the sample holder. Data as water content, plasticity index and remoulded shear strength have been of interest, in order to investigate any relationships between mineralogical data and geotechnical parameters. The research reveals a uniform mineralogical content with minor deviations from the mineralogical compositions of Norwegian clays found by earlier investigations. All of the samples contain quartz, feldspars and amphiboles, but the two dominating minerals are illite and chlorite. Analysis of the clay fraction confirms this, as the only minerals found except illite and chlorite, are elements of quarts and amphiboles. Comparisons made across the regions found that the south and west of Norway have a significant lower content of chlorite than the other regions. Of other important regional differences it was found that the north of Norway has a higher density of samples containing smectite. The mineral content of quarts was found to be decreasing with an increasing amount of particles in size of the clay fraction. This relationship was most significant for analysis made on the basis of depth profiles. The water content increased as expected with both increasing fraction of clay sized particles and an increasing amount of clay minerals. Further on the plasticity index also seems to be increasing with an increasing amount of particles in the clay size fraction, for the analysis made on basis of the whole data set. A corresponding relationship for the analyses performed on depth profiles was not found. PhD student Tonje Eide Helle has performed analysis of the electrolytic conductance for some of the samples. The conductance showed as expected an inverse relationship with respect to remoulded shear strength. It was also increasing with respect to the clay mineral content. The study reveals that sensitive and non – sensitive clay samples exist in depth profiles, without corresponding changes in the mineral content. Considering the relative uniform mineral content, and its small changes regarding the depth profiles with both sensitive and non – sensitive clays, it has been concluded that the pore water chemistry has a greater influence on the spread of geotechnical data than the mineralogy. |
|---|