Bestämning av hållfasthetsegenskaper i silt – erfarenheter från utredning längs Ångermanälven

Figur 1: Skred längs Ångermanälven.

Statens geotekniska institut på-började 2015 en skredriskkartering av slänterna längs Ångermanälven. För detta arbete togs en metodik fram för indelning i karakteristiska jordlager och för bestämning av hållfasthetsegenskaper och portrycksförhållanden i dessa. Delar av metodiken presenteras i denna artikel.

Statens geotekniska institut (SGI) har sedan 2013 i uppdrag av regeringen att genomföra skredriskkarteringar längs prioriterade vattendrag i Sverige med anslag för klimatanpassning. Under 2015 påbörjade SGI arbetet med en skredriskkartering av Ångermanälven. 

De geologiska och geotekniska förhållandena längs Ångermanälven skiljer sig från de tidigare karterade älvarna framförallt eftersom jordlagren är skiktade och till stor del består av siltiga jordar (siltig lera, lerig silt, silt, sandig silt, siltig sand) och eftersom slänterna på många ställen är höga och branta. 

Kunskapen om bestämning av hållfasthetsegenskaper i siltiga jordar och fördelningen av såväl positiva som negativa portryck i jordlagren har hittills varit begränsad. Vid tidigare utförda stabilitetsutredningar längs Ångermanälven har i flera fall orimligt låga säkerhetsfaktorer erhållits, där en förklaring kan ha varit svårigheten att bedöma hållfasthetsparametrar från utförda fältförsök och att antaganden därmed kan ha gjorts på säkra sidan. SGI tog därför fram en metodik för parameterbestämning, som bygger på både fältförsök och avancerade laboratorieförsök utförda i 8 sektioner längs älven från Torsåker till Faxälvens utlopp (mellan sektion 15/000 och 44/000, se figur 2). Delar av metodiken och resultat från bestämning av hållfasthetsegenskaper för silt och portrycksförhållanden, presenteras i denna artikel. Metodiken finns i sin helhet beskriven av Lundström et al (2019) [3].

Problemställningar

De olika jordlagren längs älven har varierande fasthet och varierande geotekniska egenskaper. Ett exempel på variationen i jordens relativa fasthet bestämd med CPT i tre borrhål, visas i figur 3 tillsammans med jordartsbenämningar på skruv- och kolvprover (schematiskt). Det framgår att fastheten varierar mellan mycket låg och mycket hög med indelning enligt Bergdahl et al (1993) [1]. 

Det uppstod vid de inledande undersökningarna svårigheter att utvärdera siltens egenskaper och portrycksförhållanden. Det gällde exempelvis utvärdering av odränerad skjuvhållfasthet i jord som dilaterar (ingen standard för detta finns) och att bestämma friktionsvinkel i silt baserat på CPT (eftersom de empiriska sambanden enbart gäller i de fall sonderingen har utförts under dränerade förhållanden). Dessutom uppstod svårigheter att generalisera jordlagerföljder och att bestämma omväxlande positiva och negativa portrycksförhållanden. 

Läs hela artikeln i Bygg & teknik nr 1/2021.

Artikel författare
Karin Lundström, Statens geotekniska institut
Tobias Thorén, Statens geotekniska institut
Björn Dehlbom, Statens geotekniska institut
Bo Vesterberg, Statens geotekniska institut