Lermorän från Köpenhamn. Foto: Jan Dünnwald, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons.
Artikeförfattare: Erika Tudisco, Lunds Tekniska Högskola, Yohanes Armediaz, Lunds Tekniska Högskola och Tyréns och Per Lindh, Lunds Tekniska Högskola och Trafikverket
Lermorän är i vissa delar av Sverige en vanligt förekommande jordtyp, särskilt i Skåne, men dess mekaniska egenskaper, såsom hållfasthet, är ännu inte fullt utredd. Att förstå hur lermorän reagerar på belastning, särskilt över lång tid (dränerade förhållanden), är viktigt för att kunna förutse hur byggnader och vägkonstruktioner kommer att bete sig i framtiden. Denna studie undersöker materialets dränerade egenskaper genom fält- och laboratorietester samt avancerad bildbehandlingsteknik, med målet att optimera geotekniska konstruktioner och minska både kostnader och miljöpåverkan. Forskningen drivs inom ett pågående projekt vid LTH och finansieras av Trafikverket (genom BIG), SBUF och Richertska stiftelsen.
Efterfrågan på infrastruktur i Skåne har ökat på grund av befolkningsökning och ekonomisk tillväxt. Byggnation kan dock vara problematisk på grund av det oförutsägbara beteendet hos lermorän, som är en vanlig jord i regionen. Lermorän är en typ av morän med en lerhalt mellan 15 och 50 procent. För närvarande bestäms lermoränens dränerade egenskaper empiriskt, vilket kan leda till ineffektiv design om dessa egenskaper underskattas. För att stödja mer hållbar byggnation framöver krävs en bättre förståelse för lermoränens beteende.
En av de tidigaste studierna om de dränerade egenskaperna hos lermorän genomfördes på 70-talet [1]. Studien undersökte styrkan och bärförmågan hos lermorän genom fält- och laboratorietester på sex platser i sydvästra Sverige. Viktiga upptäckter inkluderar ekvationer för att approximera både odränerade och dränerade mekaniska egenskaper med hjälp av initial vattenhalt, porositet och lerhalt. En annan studie genomfördes i Danmark under samma tidsram [2], som också föreslog ekvationer för att uppskatta friktionsvinkel och kohesion.
Mer nyligen jämfördes dessa ekvationer med en studie av SGI [3], som samlade lermoränprover från en referensplats i Tornhill, norr om Lund. Studien fastställde att de empiriska ekvationerna inte nödvändigtvis förbättrar de enkla antagandena som används i svensk praxis, där friktionsvinkeln ϕ’ = 30° och kohesionen c’= 0,1cu. där cu är den odränerade skjuvhållfastheten. Praktiska erfarenheter indikerar dock att dessa antaganden ofta leder till överdimensionerade konstruktioner. Detta skapar behov av en djupare förståelse för lermoränens beteende under dränerade förhållanden.
Syftet med denna studie är att undersöka de dränerade egenskaperna hos lermorän i Skåne genom experimentella tester. Studien omfattar provtagning, fältundersökning och laboratorietester för att få fram hållfasthet hos jorden. Genom att använda CT skanning och bildanalys kan vi förstå hur grövre aggregat (till exempel sten) påverkar jordens beteende vid skjuvning. Omrörda prover användes för laboratorietesterna på grund av svårigheten att erhålla ostörda lermoränprover. Detta ger tillräcklig representativa resultat och möjliggör en noggrannare analys för modelleringsändamål. Vidare används lermorän för utfyllnad och då uppstår en omrörning i och med schakt och packning.
