Serie 3, 0-150mm Blandjord E.ON .1 Prov 1

Då inget kompressionstest utfördes på blandjorden kan kompressionsparametrarna utvärderas rent teoretiskt. Provets porositet bestämdes till 0,33. Med hjälp av porositeten och Figur 63 togs ungefärliga värden för spänningsexponent och modultal fram. Spänningsexponenten, β, låg kring 0,7-0,8 och ödometermodultalet skulle med en porositet på 0,33 vara i storleksordningen 102.

2 1

3 =0,33⇒ ≈0,7−0,8;m≈10

n_{S P} β

Figur 63. Samband mellan porositet beta och ödometermodultal serie 3 prov1 (Axelsson, 1998).

Enligt kornfördelningskurvan, se Figur 26 kapitel 4.2.3, är d50 5-6mm. Med utgång i

kornfördelningskurvans d50 erhålls en spänningsexponent på cirka 0,76 vid en jämförelse med observationerna i Figur 64 vilket överensstämmer bra med värdet som erhölls i Figur 63 med hjälp av porositeten.

61

Figur 64. Samband mellan spänningsexponenten β och kornstorleken d50 mm serie3 prov 1 (Andréasson, 1973).

I Figur 65 redovisas de i Tabell 13 presenterade värdena grafiskt, skjuvspänning mot normalspänning vid deformationsvinkeln 0,15 radianer. Vid en utvärdering av friktionsvinkeln enligt den anpassade linjen, ekvation 6.14, erhålls ett värde på 23,9° samt ett kohesionsvärde på 5,6kPa. 5938 , 5 4423 , 0 + = x y (ekv. 6.14) y = 0,4423x + 5,5938 0 50 100 150 200 250 0 100 200 300 400 500 600 Normalspänning [kPa] S k ju v s pä nni ng [ k P a ] S3P1 Trendline

Den erhållna friktionsvinkeln är som i de övriga fallen lägre än förväntat. Lägsta friktionsvinkel för morän, oavsett bildningssätt anges till 35° (Formelsamling VoV LTU, 2001). De värden som påvisas av testerna är inte ens i närheten av 35° vilket är underligt. Gapet mellan kurvan motsvarande 200 och 300kPa är större än hos något av de andra spänningsstegen i provet och även i serien. Detta redovisas även i Figur 46 där skjuvning vid 300kPa normalspänning har komprimerat provet betydligt mer än skjuvning vid 200kPa som komprimerat mindre än både 500kPa och 100kPa. Vidare kan ses att provet komprimerades mer under skjuvning vid 100kPa normalspänning än vid 200kPa trots att skjuvtestet vid 300kPa gav mest kompression, vilket inte kan förklaras. Kurvan svarande mot 50kPa normalspänning ökar i spänning i början av testet för att sedan nästan helt plana ut efter 0,1 radianer. Detta förklaras då deformationskurvan för motsvarande normalspänning kontrolleras, denna är i det närmsta linjär. Provets kompression hindrar en högre normalspänning än den erhållna från att uppkomma. Provets kompression under skjuvtesterna, uppmätt 8cm gör att densiteten ökar från 1,85t/m³ till 2,17t/m³.

6.3.2 Prov 2

Porositeten för det packade provet bestämdes till 0,24. Denna användes för att ta fram ungefärliga värden för spänningsexponent och modultal. Med ledning av porositeten erhölls i

Figur 66 en spänningsexponent på 0,8-0,9 och modultal i storleksordningen 10²-10³.

Materialets kornfördelningskurva ger ett d50 på 5-6mm. Med utgång i kornfördelningskurvans d50 erhålls en spänningsexponent på cirka 0,76 se Figur 67.

63

Figur 67. Samband mellan spänningsexponenten β och kornstorleken d50 mm serie3 prov2 (Andréasson, 1973).

Normalspänningar och skjuvspänningar redovisade i Tabell 14 presenteras grafiskt i Figur 68 och vid utvärdering av skjuvhållfastheten enligt den anpassade linjens ekvation, ekvation 6.15, erhålls en friktionsvinkel på 23,1° samt ett kohesionsvärde på 15,9kPa.

861 , 15 4258 , 0 + = x y (ekv. 6.15) y = 0,4258x + 15,861 0,00 50,00 100,00 150,00 200,00 250,00 0,00 100,00 200,00 300,00 400,00 500,00 600,00 Normalspänning [kPa] S k ju v s pä nn in g [k P a ] S3P2 Trendline

Detta prov ger liknande resultat som det löst packade. Den löst packade jorden har till och med en högre friktionsvinkel än den fast packade jorden vilket är anmärkningsvärt och inte stämmer med vad teorin säger gälla för liknande jordar se Tabell 2. Kurvorna för löst och fast packat prov visar på samma friktionsvinkel men för det fast packade provet visar det anpassade linjära sambandet på en högre kohesion. Detta innebär att för motsvarande värde på det lösa och packade provets normalspänningar ligger skjuvspänningen, skjuvhållfastheten, högre hos det packade provet med cirka 10kPa.

Serie 3 ρ [t/m³] e n Ej packat Före skjuvtest 1,85 0,48 0,33 Efter skjuvtest 2,17 0,26 0,21 Packat Före skjuvtest 2,15 0,31 0,24 Efter skjuvtest 2,21 0,24 0,19

Tabell 19. Översikt densiteter, portal och porositet serie 3.

Att löst och packat prov för blandjorden visar på samma friktionsvinkel kan vara en effekt av att endast en provkropp per prov (löst och packat) användes. Det lösa provet packades vid de lägre normalspänningarna för att sedan bete sig som en packad jord vid skjuvning under de högre normalspänningarna, en packad jord har högre skjuvmotstånd på grund av att ett mindre portal (mer packat prov) ger mer låsningar i materialet, jämför med kapitel 3.5 och 3.6. I och med detta får erhållen friktionsvinkel ett högre värde. Samma fenomen skulle kunna förklara den minimala skillnaden mellan löst och packat prov i serie 2. För blandjorden har det ej packade provets densitet närmat sig det packade provets densitet under skjuvtesterna, se

Tabell 19, som visar blandjordens densitet före och efter avslutad skjuvserie. Skjuvserien

består av fem skjuvtest vid olika normalspänningar. Densiteterna för det ej packade och det packade provet i serie 3 var efter skjuvtesterna, 2,17t/m³ och 2,21t/m³. Densitetsskillnaden var inte så stor efter skjuvtesterna och det kan i det närmaste talas om samma material. Densitetsökningen under skjuvtesterna för framförallt det ej packade provet kan förklara den minimala skillnaden i friktionsvinkel mellan det packade och det ej packade provet.

Ytterligare en förklaring till att friktionsvinkeln för löst prov serie 3 är högre än för det packade provet skulle kunna vara att då det lösa provet komprimeras relativt mycket under skjuvningarna kommer provhöjdsändringen att spela in. När höjden minskar och den horisontella förskjutningshastigheten hålls konstant ökar vinkeländringshastigheten. Detta skulle resultera i att skjuvhållfastheten i själva verket är lägre för den pålagda normalspänningen än den i nuläget presenterade skjuvhållfastheten som framräknats med den ursprungliga provhöjden i åtanke. I sin tur skulle detta kunna ge en lägre friktionsvinkel för det lösa provet och därmed bättre överensstämma med teorin vad gäller skillnaden i friktionsvinkel mellan fast och löst lagrade jordar. Det är möjligt att provets höjdminskning bara skulle minska den falska kohesionen och parallellförflytta kurvan nedåt, men skillnaden mellan fast och löst prov skulle i båda fallen öka.