Tjälprovyta Gälven : Observationer vintern 1982-83

v

1.3

Nr 395 e 1984 Statens väg- och trafikinstitut (VTI) * 581 01 Linköping ISSN 0347-6049 Swedish Road and Traffic Research Institute * S-581 01 Linköping * Sweden

Tjälprovyta Gälven

Observationer vintern 1982-83

Tjälprovyta Gälven

Observationer vintern 1982-83

lat en laboratorieutrustning för jordartsklassifice-ring med avseende på tjällyftningsbenägenhet

(Stenberg, 1981) . Det är nu önskvärt att inte bara klassa jordarterna i grupper utan även att kunna ange väntat tjällyftningsbelopp. Detta är idag möjligt med den vidare utvecklade metodiken. För att kunna validera metoden krävs emellertid en fältstudie.

Projektet skall ses som en del ingående i arbetet med att ta fram säkrare metoder för bestämning av effekten av alternativa reparationsåtgärder, vad tjälskador beträffar, samt lämplig överbyggnads-konstruktion med hänsyn till predikterade tjällyft-ningar i undergrunden och tjällossningsförlopp.

Projektet har bedrivits som ett samprojekt mellan Vägverket (VV) och VTI där VV bekostar fältstudierna och VTI bekostar analys- och utvärderingsarbetet. Hit räknas även framtagandet av dataprogram för bearbetning av observationsdata.

AH Uppmätt tjällyftning

Vattenmättnadsgrad, ofrusen Vattenmättnadsgrad, frusen

Vattenkvot före frysning

Vattenkvot i fruset tillstånd

FÖRORD BETECKNINGAR REFERAT I ABSRACT II SAMMANFATTNING d SUMMARY v 1. INLEDNING 1 2 . REKOGNOSCER ING 1 3. VAL AV LOKAL 3 4 , BYGGANDE 8 5 . MÄTFÖRFARANDE 11 6 . MÄTOBSERVATIONER 11 7. KORT OM FELKÄLLOR 19

8. PRELIMINÄR ANALYS AV MÄTDATA 20

9 . REFERENSER 31

Statens väg- och trafikinstitut (VTT) Fack

581 01 LINKÖPING

REFERAT

Med avsikt att validera den vid VTI framtagna utrust-ningen för bestämning av jordarters tjällyftande

egenskaper har en provyta i Y-län, väg 335, instru-menterats så att nödvändiga tjälfysikaliska para-metrar kunnat bestämmas.

Mätningarna och utförda beräkningar indikerar att undergrundsmaterialet fryser poröst, dvs luft har inneslutits i den bildade isen.

De från laboratoriefrysningarna framtagna tjällyft-ningsparametrarna har använts i ett beräkningsprog-ram varvid beräknade tjällyftningsbelopp stämmer väl med observerade lyftningar, men beräknat tjäl-djup blir något för litet. Denna avvikelse kan dock minskas då hänsyn även tas till graden av omättnad

FROST ACTION ON ROAD 335, TEST SITE GÄLVEN . Observations 1982-83

by Lars Stenberg

Swedish Road and Traffic Research Institute 8-581 01 LINKÖPING

Sweden

ABSTRACT

With the intension to validate the frost susceptibility testing apparatus constructed at VTI, a test site on a paved road in northern Sweden was instrumented so that the frost heave governing parameters could be measured.

The measuring and calculations executed indicate

that the ice formed in the underground soils is porous i.e. air is confined in the ice.

Frost heaving parameters, received from laboratory freezing with the apparatus mentioned, were used in a frost heave predicting program, designed for the laboratory method used. The thus calculated frost heave agree well with observations from the test site. However, the frost depth will be about 10% to short.

Tjälprovyta GÄLVEN

Observationer vintern 1982-83

av Lars Stenberg

Statens väg- och trafikinstitut Fack

581 01 LINKÖPING

SAMMANFATTNING

En provyta i väg 335, Y-län, instrumenterades så att mätning av tjällyftning, tjäldjup, grundvatten-avstånd, värmeflöde, jordtemperatur och lufttempe-ratur kunde följas kontinuerligt under vintern 1982-83. Vattenkvoten i jordlagerföljden bestämdes från prov tagna vid utgrävning under oktober månad. Vat-tenkvoten i den frusna delen bestämdes på prov tag-nå vid tjälmaxima.

Ur erhållna mätdata beräknades den maximala tjäl-lyftningen under antagandet att all isbildning var massiv. Det härvid erhållna lyftbeloppet jämför-des sedan med observerad tjällyftning. Beräkningar utfördes även med antagandena att dels den före frysningen ofrusna jordvolymen, dels den vid tjäl-maxima frusna, var helt mättade. Samtliga beräkningar ger vid handen att tjällyftningen är porös, dvs

innehåller luft. Innesluten luftvolym härrör både från det från början befintliga porvattnet och det vid frysningen tillförda vattnet.

Analysen av överbyggnadens tjälningsförlopp för-svåras av dels vinterns milda inledningsskede, dels av att överbyggnadens lagerföljd består av gammal påbyggd och förstärkt vägkropp. Tjällyftningen har här varit stor, men troligen lokaliserad till tunna lager bestående av tjällyftande jord. Dessa

IV

kan ej lokaliseras med använd mätmetodik.

Frystest av undergrundmaterial har utförts. Härvid erhållna lyftparametrar har använts i ett framtaget beräkningsprogram för tjällyftningsbelopp. Beräk-nad tjällyftning stämmer då ganska väl överens med uppmätt lyftning ehuru det beräknade tjäldju-pet blir mindre än det uppmätta. Denna skillnad

kan emellertid minskas något sedan graden av den porösa isbildningen kunnat bestämmas.

Swedish Road and Traffic Research Institute S-581 01 LINKÖPING

Sweden

SUMMARY

A test on a paved road was instrumented so that frost heave, frost penetration, groundwater depth, heat flow, soil temperature and air temperature, freezing index could be continuosly measured during the winter 1982-83.

The water content in the sublayers was determined by sampling before freezing and at frost heave maxima.

From the data received the optimal frost heave was calculated on the assumption that all the ice formed was massiv and that the soils were saturated in the unfrozen as well as frozen state.

The calculated frost heave was compared to observed heaving. Calculations were also performed on the assumptions that either the unfrozen state or the frozen state was saturated. All the calculations

indicated that the frost heave is porous. The confined air originates from both pore water and during freezing accumulated water.

Analysing the freezing subbase is difficult due to on one hand the slow freezing during early winter, on the other hand that the road consists of subbase material laid upon an old road. The frost heaving was fairly high in this material but the heaving is

VI

probably localized to thin layers of frost susceptible material. These layers has not been possible to find with the technique used.

Freezing tests on the underground soil were performed. The thus received heaving parameters were used in a heave predickting program. The calculations agree well with observed heave, although the calculated

frost depth is about 10% to short. This disagreement might be redused when taking the degree of porous

freezing into consideration and the true dry density of the soil.

av tjällyftningsparametrar för validering av labo-ratorieförsök. Tidigare fältförsök (Stenberg

1979 och 1982) hade givit sådana erfarenheter att bl.a. kraven på lokalens geologiska förutsättningar måste vara mycket väl definierade. Som exempel kan nämnas att

a) jordlagerföljden i undergrunden måste begränsas till en jordart.

b) tjällyftningen skall vara parallell i vägen. c) grundvattengradienten bör vara låg.

d) vägen måste vara så pass bred att en planparal-lell värmeström kan förutsättas genom den

studerade vägytan.

e) vägen skall vara belagd och helst nybyggd eller under byggnad.

2. REKOGNOSCERING

Under våren 1982 företogs en översiktlig rekognosce-ring i Y-län. Det gällde härvid främst att finna en lämplig lokal vad avser geologiska och hydrogeo-logiska förhållanden samt med en vägbredd helst ej understigande 7 m. Vid rekognoseringen medverkade geologen H.G. Johansson, VTI. Med hans hjälp och erfarenheter från tidigare arbeten inom länet utval-des 8 lokaler som på goda grunder kunde förmodas uppfylla ovan nämnda villkor, se figur l. Det fanns givetvis fler lokaler, men dessa fick uteslutas av praktiska skäl s.s. tillgång till elström, skydd mot åverkan, tillsynsmöjligheter osv. De utvalda lokalerna låg alla inom eller i nära anslutning till Bjästa arbetsområde. Efter kontakt med väg-mästaren erhölls löfte om erforderlig hjälp med

NSKHÖRTSVIK_mKull F-TECKENFÖRKLARING t ANS GR A NS RIKSVAG LAÄNSVACG 1100 - 499) LANSVAG (500- ) mOTORVAG HAFFSTA F G 24 E KAsA L N $

LUNNDALEN & LUNNDALSBACKEN NYAÄNGET

KARTA ÖVER

ALLMÄNNA VÄGAR

| VÄSTERNORRLANDS LÄN

'

1981

Figur 1.

Lokaler utvalda för bestämning av

tjäl-lyftningsbelopp.

3. VÄL AV LOKAL

Av de utvalda lokalerna var det tre stycken som upp-visade tjällyftningar överstigande 10 cm. I augusti 1982 provborrades dessa för jordlagerbestämning. Främmerbilla var den mest lämpade lokalen med tanke på vägbredd, 9 m + 3 m bussficka. Borrningen visade emellertid att undergrunden bestod av den mycket specifika "svartmockan". Denna sulfidhaltiga lertyp genomgår vid tjälningen kemiska förändringar vid lufttillträdet och dessa påverkar i sin tur jordar-tens tjälfysikaliska egenskaper. Mot denna bakgrund ansågs lokalens undergrundsförhållanden mindre

lämpliga för tjälstudier.

Haffsta-lokalen borrades för jordlagerbestämning. Ett närliggande sand/grustag i morän gav anledning misstänka att sediment skulle underlagras av morän. Även här påträffades emellertid svartmockan under det mjäliga, moiga ytlagret. Moränen påträffades först på över 5 m djup.

Den sista av de tre lokalerna, Gälven, visade sig ha en lämplig jordlagerföljd, mjälig övergående till ren lera på större djup. Provborrningen utför-des i svackan , figur 2. Av praktiska orsaker förla-des ytan ca 100 m söder ut. Resultat från viktsonde-ring och borrprover redovisas i bilaga 2 figur 13-18 .

10000 visande provborrningsplats för lokalerna HAFFSTA och GÄLVEN (x) Karta l

Figur 2.

samt den slutliga provytans belägenhet (//) .

i Gälven med grundvattenrör, tjälgränsmätare, motståndstermometrar och värmeflödesmätare enligt figur 3 och 4. Lufttemperaturen registrerades av en termohygrograf .

De fyra värmeflödesmätarna numrerade 1-4 nedgräv-des i undergrunden på nivåerna 250, 220, 107 resp 105 cm under väggytan, se figur 4. Härvid uppgräv-des ena körbanan och mätarna placerauppgräv-des rakt under vägens mittlinje. Vid uppgrävningen konstaterades att vägen tidigare haft djupa spårbildningar vilka fyllts ut. I norra väggen kunde t ex ca 40 cm olje-grus konstateras i vägbanans yttre hjulspår. I

södra väggen var spårbildningarna inte lika påtag-liga. Den jordlagerföljd som anges i figur 4 visar endast medelvärden för gränserna och så som väg-uppbyggnaden i stort tycktes vara, då undantagandes observerade nedpressningar som följd av trafiken. Kornkurva för materialet redovisas i figur 6 till-sammans med vattenhalten vid provtagningstillfället.

Gropen återfylldes med ursprungsmaterialet och nytt bärlager . Grundvattnet steg under natten till näs-ta dag till ca 2.40 m under vägynäs-tan. Under vintern och våren ägde sättningar rum i det uppgrävda

materialet. Sättningsbeloppet uppgick till ca 4 cm, se figur 5a-b. Under hösten 1983 nedgrävdes ytter-ligare 2 st värmeflödesgivare under beläggningen betecknade 5 och 6 i figur 4.

VTI MEDDELANDE 395 9 6 5 © LA NO LA 1, ll , 1 3 8 D 1, 54 3 0 m -© Q G G Å . 4 3 O m > e 1, 64 © 1, 29 0 C 1, 65 © 06 0 B 1, 65 133 1, 64 1, 54 1, 30 1, 44 4,38 6, 37 e A v v ä g n i ng s p u n k t & T jä l g r ä n s m ä t ar e © G r un d v a t t e n r ö r 0 B or r h å l , jo rd la ge rp rofi l A -D F i g u r 3. A v v ä g n i n g s p u n k te r , t j ä l g r ä n s m ä t a r e o c h g r u n d -v a t t e n r ör e n s p l a c e r i n g . P r ov y t a G Ä L V E N , v ä g 3 3 5 , Y -l ä n .

Vaägyta o o ©

;

- 100

- 200

O

o

- 250

0-17

- 25

- 40

- 60

+75S

-105

- 220

Jordlagerföljd vid utgrävning

Beläggning

Barlager

f-lager stenig sand

- n-

grusig sand

Makadam

Mjäla

Skiktad lerig mjala

Lera

Figur 4.

Jordlagerföljd och värmeflödesmätarnas

(0.0) resp termometrarnas (-) placering.

34 o > sgg -1-

w /

"SP KÖLDMÄNGD

cmÅPTJALLYFTNING

200+-

388-cmÅ JÄLDJUP

Figur 5a. Tjällyftningskurva visande sättning i

_{punkt B4 .}

VTI MEDDELANDE 395

590 -+- 1980-Å 18+-7 KÖLDMÄNGD cmåå JÄLLYEF TN ING 19+ 199+- 200-+- 300-cm Å JÄLDJUP

Figur 5b. Tjällyftningskurva visande sättning i punkt BS.

10 Galven okt. -82 Wp vikt % 50 40 =20 10 0 V L 3 J d cm + 50 + 100 +150 gvy 240 cm 1200_joe", Figur 6 . VTI MEDDELANDE 395 __ )å 230 O-okt 82

inn MJALA MO 1 ___SAND _GRUS STEN

--V ZA e e _. [145:150cmung"] ZF J 0 - -2%" 1901 230cm bu vy____ 2 f -/,, 0 _ 22 a 0,002 0,02 0,06 0,2 0 6 okt-82

Vattenkvot och kornkurva från provtagning

oktober 1982. Lokal GÄLVEN, väg 335,

5 . MÄTFÖRFARNADE

Tjälgränsmätningar liksom grundvattennivåerna avlästes manuellt samtidigt med höjdavvägning av de tre tvärprofilerna på vägen. Tvärprofilerna betecknas A, B resp C och avvägningspunkterna har numrerats 1-6 enligt figur 3.

Marktemperaturen och värmeflöde registreras på en 12-kanalskrivare och

läfttemperaturen av en

termo-hygrograf. De registrerade lufttemperaturerna och

värmeflödet läses sedan in och lagras på

data-disketter via en digitizer.

Observerat tjäldjup, grundvattennivå och

tjällyft-ning lagras likaså på datadisketter.

6 .

MÄTOBSERVATIONER

Tjäldjup, grundvattenavstånd och

tjällyftningsbe-lopp för vintern 1982-83 har sammanställts i bilaga 3,

tabellerna 2-4. Tjälgränsmätaren nr 4 frös fast

och kunde lossgöras först i april.

Ersättningsmäta-re frös aldrig. Angivna tjäldjup har därför

base-rats på antaganden utifrån övriga mätares tjäldjup.

Den beräknade köldmängden redovisas i figur 7a-c

och i bilaga 4 tillsammans med observerad

tjälned-trängning och tjällyftningen i de olika punkterna.

Grupperingen i figur 7a-c är gjord med avsikt att

visa skillnaderna i vägens längsled. Vägens

tvär-lutning i profilerna A-C vid olika tidpunkter visas

i bilaga 5 figur 20-21. Vägbanans tjällyftning i

de avvägda punkterna och grundvattennivåerna

redovi-sas i bilaga 3 tabell 5-6. Grundvattenytans

nivåänd-ringar i de olika rören visas i bilaga 3, figur 19.

1 2

För att ytterligare klargöra de olika tjällyftnings-beloppen har dessa ritats i stapeldiagram figur 8. För de fall de avvägda punkterna legat ovan de uppgrävda materialet har sättningar inträffat.

Detta belopp från avvägning i juni 1983 har adderats till det uppmätta beloppet, i figuren markerat med streckade linjer.

vid tjälmaxima, första veckan i april 1983, före-togs en tjälborrning. Ur fyra borrhål uppföre-togs jord-prover för bestämning av vattenkvoten i den frusna undergrunden. Erhållna vattenkvotsprover redovisas i bilaga 6 figur 22a-d tillsammans med tillhörande kornkurva. För den inbördes jämförelsen visas även de olika vattenkvotsprofilerna tillsammans i figur 9. Vattenkvot och kornkurva från uppgrävningen i oktober 1982 visades i figur 6.

Ur diagram figur 5b framgår att tjällyftningen i överbyggnadsmaterialet är markant lägre i punkt BS. För att erhålla lagerföljden efter avslutad sätt-ning upptogs en borrprofil i "gropen", augusti 1983. Denna redovisas i figur 10. Här framgår dels den tunnare överbyggnaden efter återfyllning dels den högre kvaliteten på materialet, dvs grovt ej tjäl-lyftande material.

A2 , BZ, C2 S 509 1808-Ål 7 KÖLDMÄNGD cmå] JÄLLYEF TNING 19+-1 8+- 198&+- 200+- 3908-cmÅ JÄLDJUP

Figur a. Diagram visande köldmängd, tjällyftning och tjäldjup för mätpunkterna A2, B2, C2. Lokal GÄLVEN, väg 335, Y-LÄN.

1 4 A3,B3,B4,C3 N V 509 -1990 C M N S KÖLDMÄNGD TJÄLLYFTNING 19+ 199-+-- 298+- 300-cmÅ JÄLDJUP

Figur 7b. Diagram visande köldmängd, tjällyftning

VTI MEDDELANDE 395

och tjäldjup för mätpunkterna A3, B3, B4, C3. Lokal GÄLVEN, väg 335, Y-län.

5093 -1890 SFKÖLDMÄNGD 1 _{A &} emaT JÄLLYFTNING > 7 "T

5

18+-E t "

för

-/

cmÅ JÄLDJUP

Figur 7c. Diagram visande köldmängd, tjällyftning

_{och tjäldjup för mätpunkterna A4, BS,}

VTI MEDDELANDE 395 cm H t o t Al A Z A 3 A 4 A 5 B 1 B 2 B J B4 B S B 6 C 1 C 2 C 3 C 4 ( 5 gror smma nmmnmard gås sm om oms 1 6 -1 -5 A F i g u r 8 . S t a p e l d i ag r a m v i s a n d e v ä g y t a n s t o t a l a ly f t n i n g b v i n t e rn 1 9 8 2 -8 3 . D e s t r e c k a d e n i v å e r n a a n g e r ly f t n i n g e n m e d h ä n s y n t a g e n t i l l u p p m ä t t s ä t t -n i n g s b e l o p p p e r d e n 1 4 / 6 -8 3 . L ok a l G Ä L V E N , v ä g 3 3 5 , Y-lL lä n. 16

VTI MEDDELANDE 395 B O R R H Å L A B W vi kt %

29

39

12

0

59

ngn

e

onan

sende

10

0

+

+

15

0

+

+

/

4

11

1

/

/

1

1

11

11

/

J1

1

20

0

anden

cm

u

vy

/

;

;

7T

jä

lg

rä

ns

Fi

gu

r

9.

Va

tt

en

kv

ot

er

be

st

äm

da

vi

d

tj

äl

bo

rr

ni

ng

ap

ri

l

19

83

.

Lo

ka

l

GÄ

LV

EN

,

vä

g

33

5,

Y-

lä

n.

/4

4

44

11

1

11

1

=T

mo

konmed

/

4

4

44

1

1

1

1

1

sager

18

Galven "punkt 5" aug. -83

Wi vikt%

30 20₄ 10_1. 0 T T T C m

i 0,002

GALVEN "P5" uug -83 GALVEN "PS" aug. -83

3 %

GÄLVEN "PS" aug -83 GALVEN "PS" aug -83

+100

6 T T

0, 0,2 7 0,002 $ 0, 0,2

GALVEN "PS" uug -83 GALVEN "PS* uug.-83

+150

0, 0, 0,2 + or

GALVEN "P5" aug 83 9 UALVEN "P5" aug -83

10

GÄLVEN "P5" aug. -83 GALVENH "PS" uug -83

Figur 10. Vattenkvot och kornkurva för material i

den återfyllda urgrävningen, augusti 1983.

Lokal GALVEN, väg 335, Y-län.

7 . KORT OM FELFÄLLOR

Ilakttagna avvikelser kan förklaras med brister i mätobservationer , provtagning och laborator

ser. Som tidigare nämnts utföres bestämning av tjällyftningsbelopp genom höjdavvägning. Denna metod är mycket säker och fel här upptäcks i allmänhet ganska lätt. Lyftbeloppen får därvid anses helt tillförlitliga.

Tjäldjupen bestäms enligt en sedan lång tid beprö-vad och allmänt använd metod. Viss osäkerhet kan dock antas vid inledningsskedet av tjällossningen. Denna kommer dock inte in i här utförda beräkningar.

Jordprover. Kornkurva och vattenkvoter överensstäm-mer i stort. Bestämning av vattenkvot är i sig en enkel metod och behäftad med få felkällor. En känslig sådan är dock om en påse går sönder. Vid provtagningar har emellertid dubbla påsar använts. Till detta skall också läggas att om vatten skulle ha läckt ut innebure detta helt korrekt att beräk-nad tjällyftning blev för liten.

Resultaten pekar på att det, för att uppnå samstäm-mighet mellan beräknad och uppmätt tjällyftning, skulle ha läckt ut relativt sett ansenliga mängder. Häremot talar det faktum att endast i enstaka fall hade vatten trängt ut i skyddspåsen samt att några språng i vattenkvotsprofilerna av sådan storleksord-ning att de skulle påverka totala resultatet ej kunnat iakttagas.

Provtagningstekniken kan vara behäftad med viss osäkerhet när det gäller de uttagna provens läge

stor-20

leksordningen 10 cm, vilket dessutom oftast går att omedelbart urskilja. Utförda mätningar och labora-torieanalyser får härmed antas tillförlitliga.

8. PRELIMINÄR ANALYS AV MÄTDATA

Med utgångspunkt från insamlade uppgifter om ingåen-de jordlagerföljingåen-der, vattenkvoter, tjäldjup och

tjällyftning i de olika punkterna har en första

preliminär analys kunnat genomföras av tjällyftnings-förloppet baserat på allmänfysikaliska

beräk-ningar .

De vid beräkningarna betraktade jordlagerprofilerna B-D hänförs till upptagna tjälborrprover. Ur dessa har medelvattenkvoten i överbyggnad respektive under-grund beräknats. Det har vidare förutsatts att

undergrunden är mättad i såväl ofruset som fruset tillstånd då

ej'annat anges i förutsättningarna.

För samtliga beräkningar antages allt vatten vara

fruset ned till det av tjälgränsen angivna

tjäldju-pet. Vidare antages tjällyftning, till följd av

ökning i vatteninnehåll, äga rum i form av massiv

islinsbildning. Vissa invändningar häremot kan

vara motiverade vad överbyggnadsmaterial beträffar.

Det införda felet framträder dock tydligt i

beräk-ningarna. För undergrunden är förutsättningen

dock invändningsfri och det är dessutom den som i

första hand är av intresse när det gäller

bestäm-ning av tjällyftbestäm-ningsbelopp.

Hela jordlagerprofilen betraktas i detta skede som

ett system bestående av två jordlager plus

belägg-ning 10 cm och bärlager 15 cm.

Då borrningarna ej utförts exakt vid varje enskild

mätpunkt, utan i en linje tvärs vägen belägen

mellan avvägningsprofilerna A och B, har närliggan-de avvägda punkters

tjällyftningsbelopp relaterats

till resp borrhåls jordlagerföljd.

Nedan följer en sammanställning av resultat utifrån

olika antaganden.

1) Jämförelse mellan observerad och beräknad

tjällyftning ur ändringen i vatteninnehållet.

Beräkningen utfördes under antagande att

jordmate-rialets porer är helt vattenfyllda i såväl ofruset

som fruset tillstånd, S59=100% och Så=100% samt att

allt vatten är fruset.

Om den så beräknade tjällyftningen

A H, uppmätt

tjällyftning, måste den verkliga tjällyftningen

vara porös. Om dH> ÅA H kan det bero på att det i

verkligheten finns en viss mängd ofruset vatten.

I stapeldiagram figur l11la-c har totalt uppmätt

tjällyftning avsatts tillsammans med den beräknade

för de olika jordlagerprofilerna. I figur l12a-c har

en uppdelning i överbyggnad resp undergrund gjorts.

I överbyggnaden har dessutom beräkningen utförts

för olika vattenkvoter i det ofrusna tillståndet.

Den frusna vattenkvoten har hela tiden hållits på

6 %. De beräknade undergrundsstaplarna hänför sig

till olika tjäldjup, vilka angivits i figuren. De

mindre tjäldjupen är att relatera till punkter

närmare vägkant.

I stort kan härvid konstateras att den observerade

tjällyftningen överstiger den beräknade. Tydligast

22

framträder denna skillnad för en jordlagerföljd enligt B och minst är den enligt C.

Differensen kan i detta fall bero på mätfel. a) För högt uppmätt tjällyftning

b) För litet tjäldjup

c) För låg frusen vattenkvot d) För hög ofrusen vattenkvot

eller fel i förutsättningen

a) Tjällyftningen är ej en följd av massiv isbild-ning utan innehåller luft, porös frysisbild-ning.

För att närmare analysera det eventuella fallet

med ett i fruset tillstånd omättat system har beräk-ningar utförts under antagandet att den ofrusna

jorden är mättad och att luft tillförts i samband med frysprocessen. I övrigt är de ingående paramet-rarna som tidigare.

Resultatet visas i stapeldiagram, bilaga 7, figur 23 a-c, där den frusna mättnadsgraden avsatts. Följande generella slutsatser kan dras.

a) S£>100% 1) det finns ofruset vatten

2) kompression i underliggande jordla-ger

3) Wr£ för hög och/eller Ww för låg 4) Å H för låg och/eller 2 för stort

b) Se = 100% Gäller förutsättningarna

c) 1) tjällyftningen porös pga porös i slinsbildning

2) WE för låg och/eller Wy för hög 3) A H för hög och/eller Ze för

litet.

Tydligt framgår att fall "c" gäller så gott som genomgående. Om man bortser från direkta mätfel så har vi att ta hänsyn till en porös tjällyftning där, enligt förutsättningarna för beräkningen, det tillförda vattnet innehåller luft alternativt att luft på något sätt tillförs systemet och inkaps-las i isen vid frysningen.

Volymen luft varierar från punkt till punkt i de olika jordlagerprofilerna, men i stort kan den sägas variera mellan 5-10% av beräknad porvolym.

Beräkningar har också utförts under förutsättningen att den frusna volymen var mättad. Alltså det omvän-då förhållandet. Resultaten leder omvän-då till att den ofrusna volymen blir klart övermättad. Denna dubbel-kontroll av resultatet pekar entydigt på att vi har att ta hänsyn till porös tjällyftning. Felet, vid en beräkning av tjällyftningsbelopp grundad på massiv frysning, blir i det här fallet ca 10%.

För att närmare utreda riktigheten i beräkningarna och antaganden fordras dock kännedom om den frusna jordens densitet. Inför avslutandet av mätningarna vintern 1984 har därför planerats en uppgrävning för uttagande av frusna jordprover.

Frysanalys, enligt den vid VTI framtagna metoden, har utförts på undergrundsmaterialet. De härvid erhållna tjällyftningsparametrarna har använts i ett framtaget beräkningsprogram för tjällyftnings-belopp. Resultaten antyder att beräkningsmetodiken kan användas, med reservation för att beräknat tjäldjup blir för litet. Denna skillnad kan dock komma att minskas då kännedomen

24

om innesluten luftmängd förbättras. Beräkningen av tjällyftningsbeloppet är även grundat på ett för vintern framtaget samband mellan köldmängd och energiuttag. Giltigheten av ett sådant samband kan endast konstateras utifrån ett större antal vintrar. Vidare förutsätts att tjällyftningen är

direkt proportionell mot frysintensiteten under denna vinter. Detta sagt mot bakgrund av att frystester har visat att grova jordarters lyftbelopp avtar vid höga frysintensiteter.

[_] Uppmätt

sz

ci)

|

|

Z

100 +

?

%

%

%

%

Under- m

////

////

////

grund

00-00

2

G

Z

1 1

| |

HL]

]

E

/

1

2

1 1

Z

/

Z

2

1

1

1

Zn B2 (22/3 B3 (3254

*

tjällyftning. Tjällyftningen beräknad ur

_{volymändringen vid frysning av porvatten}

och ackumulerad frusen vattenvolym i

jord-lagerprofil B.

10 25 102 lager l Bel Bar F i s A s s i s t s Jordlag. profil C I ) A s s | _ l

&

]

E

E

E

]

]

/LZL) Beräknat

[__] Uppmätt

TQLA

200

150+

100

AL -C6

BL

BS

C3

A3 B3

S

s

W

ID

8

+

E E E E E : : : : : : m e m e m e H H H H H H

.

.

.

.

.

.

.

.

j

:

-.

6

w w w w w w M M M M M

10 25 arlager Först. lag, d Bel. B L ] P s A s s i s Jordlag. profil D ] I I I

W

N

I

I

l

Beräknat

[__] Uppmätt

|

P

QL

200

150 +

100

BS

B4

AA C 4

C3

A3

B3

-W

i

g

49

E E E E E ' ' ' ' ' ' m m m m m C C C C C C

-4

:

m

.0

D

w w w w w w m m m m m

VTI MEDDELANDE 395 m m d H % 15 0 + 10 0 -L Zf=1 07 50 + m m dH A 15 0 + o P r o f i l B 2 2 4 Be rä kn ad tj äl ly ft ni ng [ _ _ Up pm ät t -» -10 0 + 2 8 ss -I Z F i g u r 1 2a . A 2 B2 (2 A3 BJ (3 B4 A2 BZ C2 A3 BJ (3 B4 J ä m f ö r e l s e m e l l a n b e r ä k n a d o c h u p p m ä t t t j ä l l y f t n i n g . B e r äk n i n g e n h a r f ö r ö v e r b y g g n a d e n u t f ö r t s m e d o f r u s -n a v a t t e n k v o t e r w O = 4 5 . 5 ( v i k t -% ) , f r u s n a v a t t en -k v o t e r h a r b e s t ä m t s t i l l w r = 6 % o c h f ö r u n d e r g r u n d m e d t j ä l d j u p z 4 = 1 6 3 -1 7 5 c m .

m m 150 + 10 0 + 50 + d H M Z 5 =102 NX m m d u e P r o f i l C 15 9 4 E A B e r ä k n a d tj äl ly ft ni ng [ _ _ ] Up p m ä t t -/ / 7 27 7 f_NO === 100 +

%

/Z /

SS

/ /

50

+

SS

/Z 7

/

/)

/

F

// 2

Efi s

ns

_{t Z}

A

Fi

gu

r

12

b.

A3

BJ

C3

B4

A4

BS

C4

A3

BJ

C3

B4

AL

BS

C4

Jä

mf

ör

el

se

me

ll

an

be

rä

kn

ad

oc

h

up

pm

ät

t

tj

äl

ly

ft

ni

ng

.

Be

rä

kn

in

ge

n

ha

r

fö

r

öv

er

by

gg

na

de

n

ut

fö

rt

s

me

d

of

ru

s-na

va

tt

en

kv

ot

er

w o = 4 5 . 5 ( v i k t -%) , f r u s n a va t t e n k v o t e r h a r b e s t äm t s t i l l w £ =6 % o c h f ö r un d e r g r u n d me d t j ä l -d j u p 2 z =1 6 3 -1 7 5 cm . at

30 o l i s e j A 3 B3

éww

si

VTI MEDDELANDE 395

A

3

BJ

C3

B4

Å

A4

BS

C4

B4

AL

BS

C4

C3

va

tt

en

kv

ot

ut

fö

rt

s

me

d

of

ru

s-fr

us

en

un

de

rg

ru

nd

me

d

tj

äl

-öv

er

by

gg

na

de

n

(v

ik

t-%)

,

oc

h

fö

r

ha

r

fö

r

te

nk

vo

te

r

wa

=4

-5

.5

st

äm

ts

ti

ll

w

=

6

%

£=

16

3-17

5

cm

.

el

se

me

ll

an

be

rä

kn

ad

oc

h

up

pm

ät

t

tj

äl

ly

ft

ni

ng

.

in

ge

n

HHHHH

REFERENSER/REFERENCES

Stenberg, Lars, 1979. Full scale frost heave tests. VTI Särtryck nr 42. ISBN 91-7388-009-4. ISSN

0348-4386 .

Stenberg, Lars, 1982. Frost heave tests by natural freezing. VTI Meddelande nr 292A. ISSN 0347-6049.

Stenberg, Lars, 1981. Frost heave tests with constant rate of heat extraction. VTI Rapport 220A. ISSN 0347-6 030 .

BILAÄAGEFÖRTECKNING Bilaga 1. Bilaga 2. Bilaga 3. Bilaga 4. Bilaga 5. Bilaga 6 . Bilaga 7.

Tabell 1. Tjällyftningbelopp vid de utval-då lokalerna.

Figur 13-18. Sondering och borrprofiler från de utvalda lokalerna.

Tabell 2-6. Tjäldjup, tjällyftning och grundvattenavstånd. Figur 19. Avvägda grundvattennivåer .

Köldmängd, tjällyftning och tjäldjup.

Figur 20-21. Vägbanans tvärlutning.

Figur 22a-d. Vattenkvot och kornkurva från provtagning april 1983.

Figur 23a-c. Beräknad frusen vattenmätt-nadsgrad i jordlagerföljderna B-D i olika mätpunkter .

Tabell 1. Tjällyftning vid de utvalda lokalerna.

Datum: 1982-04-28 1982-06-26

Lokal Avvägn. Diff Avvägn. Diff Tjällyftn.

nivå nivå belopp

mm mm mm Främmer-billa fix 1743 1703 Profil l VVK 1186 557 124 2 46 1 96 VM 1317 4 26 1413 290 136 HVK 1487 256 1590 113 143 Profil 2 VVK 17 25 18 1804 - 101 119 VM 156 1 182 16 49 54 128 HVK 146 9 27 4 1522 181 9 3 Buss-ficka HK 1459 284 1501 20 2 8 2 Gälven fix 1887 1818 VVK 1286 6 01 136 0 458 1.43 VM 1311 576 1405 4 13 16 3 HVK 1445 4 4 2 1552 266 176 Haffsta fix 17 40 16 45 N. HVK 1380 36 0 1415 230 130 VM 1285 4 55 1305 340 115 S. VVK 14 4 0 300 1438 207 9 3 Kassa fix 1920 1825 VV- ren. 1509 4 11 1439 386 25 VVK 1 409 511 1355 47 0 4 1 VM 1300 6 20 1273 552 6 8 HVK 1417 503 1414 4 1 1 9 2 HV- ren. 1500 4 2 0 1504 321 99

Bilaga l Sida 2 (2)

Fortsättning tabell 1.

Datum: 1982-04-28 1982-06-26

Lokal Avvägn. Diff Avvägn. Diff Tjällyftn.

nivå nivå belopp

mm mm mm Lunndalen fix 2090 206 1 VV- ren. 1513 577 1515 546 31 VVK 1409 6 8 1 1421 6 40 4 1 VM 1288 802 1321 7 4 0 6 2 HVK 1411 6 79 1450 6 11 6 8 HV- ren. 1478 6 12 1501 56 0 5 2 Lunndals-becken fix 1086 1086 S. VVK 1096 - 10 1134 - 48 58 VM ' 869 217 9 12 17 4 4 3 N. HVK 1037 49 1103 - 17 6 6 Nyänget fix 2174 1975 Åker 2370 - 196 2170 - 195 N. VVK 1343 831 1217 758 73 VM 1366 808 1148 8 27 - 19 S. HVK 1352 8 2 2 1194 781 4 1 Åker 206 7 107 186 1 114 Skog fix 1194 1030 VVK 89 4 300 812 218 8 2 VM 8 74 320 779 251 6 9 Syd HVK 4 49 245 853 177 6 8 Vägkor s 1075 119 96 8 6 2 57 VTI MEDDELANDE 395

Figur 13-18. Sonderings- och borrprofiler från de utvalda lokalerna.

Resultat från viktsondering och provborrning från Lokalerna Främmerbilla, Haffsta och Gälven. Prov-borrningarna och sonderingarna utfördes på ömse sidor om vägen och höjdavvägdes för att få fram lagerföljdernas variation under vägbanan. Sonde-ringarna avsåg att bestämma mäktigheten av leran.

0,002 0,2 F.A3, 60 100 cmu vy 0,002 0,02 u 0,2 F AB 160 - 1/0 cm u vy 0,002 0, 0, 0,2 F.-A13, 220 - 235 im u vy 0,002 0, D, 0,2 F.A 20, 375-400 cm u vy Figur l13a. Bilaga 2 Sida 2 (13) Främmerbilla A aug. -82 CM O - 1 0,002 0, 0, F. AT, 9:65 umu vy 20 8 0,002 F Ag, un u vy 20 200 - 12 13 0,002 0, 0, FATZ2, 205-220 um u vy 300 -19 0,002 Q, 0, F A19, 34 - 345 cin u vy 20 h 400 Kornkurvor från provborrning. VTI MEDDELANDE 395

Frammerbilla B aug. -82 100 - 0,002 0,2 20 F B4, 105-120 im u vy F 89, 185-200 cin u vy 13 300 Figur 13b. VTI MEDDELANDE 395 0,002 0, 0,2 20 F B1, 50: 60 cm uvy 0,002 0, 0, 0,2 20 F B6, 135: 150 cm ur vy 0,002 4 0,2 20 f 813, 2357-250 cm u vy Kornkurvor från provborrning.

0,002 0, 0, 0,2 f.C4, 105 120 cmu vy 0,002 9, 0,2 0,002 0, 0,2 F. C 12, 2357-250 um u vy Figur 13c. Bilaga 2 Sida 4 (13) Frammerbilla C aug. -82 cm 0 0,002 0, FrOd, 50cåh um u vy 100 - 0,002 F C6, 1357-150 um u vy 200 - 10 20 12 0,002 F (10, 205 220 im u vy 300 -20 17 360 F C17, 335 350 un u vy Kornkurvor från provborrning. VTI MEDDELANDE 395

C + 8.593 +7,791 4 4 4 4 41 / 4 4 4 1 1 1 1 / / 44 4 4 4 4 1 1 4 1 1 1 75 _ 50 2.0 - -> 2 8.0 25 25 e. 4.0 - -10.0 _ 50 19 - 25 50 _75 3/10 6.0 - 4 25 8.0 - e

Figur 14. Viktsondering augusti 1982, FRÄMMERBILLA, väg 91, Y-län.

A +]. 6425 / 41441 1 75 N 2/10 2.0 - 50 _ 75 N 25 3.04 +-75 _100 t

Å

5.0

-i

10

20

Figur 15.

VTI MEDDELANDE 395

Bilaga 2

Sida 6 (13)

B

+ 8.075

14 44 4 4 1 1

C

+ 1.542

/44 1 /

5

> 2/10

50

_ 12/10

- 23/10

1

59

| 75

95

///1/

#3

Viktsondering augusti 1982, HAFFSTA,

väg 335, Y-län.

Haffsta A aug -82 0,002 0 0,2 20 HA 3, 59 =65 cm u vy 0,002 0, 0, 0,2 20 41 AQ, 150-160 cm u vy LER & MO 0,002 0, 0,2 20 H:A 11, 170-185 cm u vy LER LLA MO 0,002 0,2 20 HW AT], 260-280 cm u vy 0,002 0.2 20 H.A 21, 330 - 350 cm u vy Figur 16a. VTI MEDDELANDE 395 10 11 200 13 17 300 19 21 360 0,002 1 0, 0,2 20 H AJ, 120-135 cm u vy 0.002 0,2 20 HrA10, 160 170 um u vy LER MJÄLA MO 0,902 0, 0, 0,2 20 H A 13, 200-220 cm u vy 0,002 0, 0,2 20 H:A19, 300 - 315 cm vi vy Kornkurvor från provborrning.

0,002 0, HO DZ, 60 75 un u vy 0,002 H.09, 220 - 2345 un u vy 0.002 0, HO D14, 300 - 315 cm u vy 0,2 Sida 8 (13) Bilaga 2 Haffsta D aug.-82 20 CM 100 -200 10 300 164 15 18 4400 - 20 Hö DZZ 439 450 vin u vy Figur 16 b. 0,002 0,2 20 H 018, 370 385 cmu vy

inn _LER MJAL A Mo SAND GRUS STEN

K ,,, _ f _ 000 f)N // 9 / / t l t o "002 006 0,2 20 22 450 0,002 0, 0,2 20 ti 01, 30-45 cm u vy 0,002 0, 0,2 20 H 08, 200-215 un u vy 235-250 cmu vy

inn _LER MJAt A Mo SAND GRUS STEN

hRZ 'l/

mes omm n - ggn» s sonora s sommer same mmi

se frn sadan f __-15 2 L g 0,002 002 0d6 0,2 20 315 3 cmu vy _0,002 H D 4, 605-420 om u vy Kornkurvor från provborrning. VTI MEDDELANDE 395

d 4 4 4 4 4 41 4 4 1 1 1 / / 4 4 4 1 1 1 1 0 by 19 75 2.0 2.0

E

/

N

75

nN

1.0

10/10

1.0

4/

K"N

NV

_NNV

/

6.0

_{10 20 30}

--

/

_NV

V

/// N 1 X 10 20 30 40

Figur 17. Viktsondering augusti 1982, GÄLVEN,

0,002 0,2 0:A3, 150-170 cm u vy 0,002 0,2 0G:A6, 200-220 cm u vy 0,002 0,2 0,002 0, 0,2 G A15, 350 -365 cmu vy Figur 18a. Bilaga 2 Sida 10 (13) Galven A aug. -82 cm 0 0,002 GAT, 110-125 cm u vy 20 100 -0,002 0, 20 200 TT 6 22Syd___ 0.002 0 A1, 2657-280 cm u vy 20 10 300 -0.002 13 6.A14, 330 - 350 cm u vy 14 ä 15 400 18 0,002 0, G: A 18, 390-400 cm u vy Kornkurvor från provborrning. VTI MEDDELANDE 395

Galven B aug. -82 0,002 0, 0,2 20 100 0,002 0 0, 0,2 20 G: B6, 100 -110 cin u vy 10 200 -0,002 0,2 20 12 13 15 0,002 0, 0,2 20 30 O G. B 13, 250-265 un u vy Figur 18b. VTI MEDDELANDE 395 0,002 0,2 20 G -81, 15-30 cm u vy 0,902 0,2 20 6 84, 58-70 cm u vy 0,002 0, 0,2 20 G BJ, 119 -125 cm u vy 0,002 G Bi2, 225240 cm u vy 0,002 G B15, 280 - 295 cm ur vy Kornkurvor från provborrning.

Bilaga 2 Sida 12 (13)

Galven C aug.-82

G (. 4, 150 - 165 cm u vy

100 4ER MJÄLA Ho SAND GRUS ___; STEN

0 0,2 20 0,002 0,02 -0,06 0,2 ? 20 G (7, 200-215 em u vy [" 0,002 0,2 20 fi 15, 330 -3465 cm u vy 6 (12, 280-295 cm u vy

An _LCLR MJÄALA MO SAND GRUS STEN

i 1 i I 1 a i i 1 | 1 i | 1 1 1 Ter etJr] 300-T LLL as hl 0,002 0,02 0,06 0,2 4 20 1 S 0, 0,2 20 G C 18, 380 400 cm ui vy 6 017, 370-380 cm ur vy

MO SAND RUS STEN

__ å.. 17

+-

;;""2' ';Ä__fj -- 4";ii' _i; i:i_;;:f%i'_';'";_£

18

--

400

-ML

ee Se - V-

19

o r hf #20 Lu.

n,002

0,07 0.06 0,2

20

0,002

0, 0,

0,2

20

6 ©20.420 435cm ui vy

Quo 6 (19, 405-420 com u vy

Figur 18c. Kornkurvor från provborrning.

cm 0 e 74 sr rss sar Sox 0,002 0,2 20 0,002 0, 0, 0,2 20 G: D3, 100-115 G Dt, 75-85 cm ui vy 0,002 0, 0,2 20 0,002 0, 0,2 20 G DB, 180-195 cm u vy G D5, 130-145 cm u vy 200 -4 0,002 G P1), 260-275 cm u vy 11 G: D11, 230 - 250 cm u vy 13 14 15 300 0.002 0, 0,2 20 6: D 15, 290-300 cm i vy G 014, 275-290 cm u vy 16 17 -; 4,00 G: 017, 365 - 380 cm u vy 6 D36, 350-365 cm u vy 0,002 0, 0, 0,2 20

Tabeller 2-6 visande uppmätta tjäldjup, tjällyft-ningar och grundvattendjup samt diagram visande de relativa grundvattennivåerna, figur 19. Observera att i diagram visande tjällyftningsförloppet har korrigering gjorts av mätvärden 83-02-08.

Bilaga 3 Sida 2 (7)

Tabell 2. Uppmätta tjäldjup (cm) 1982-83, lokal GÄLVEN, väg 335, Y-län. Datum Mätare l 2 3 4 8 21102 0 0 0 0 8 21109 4 9 0 47 4 2 821116 4 9 0 4 0 0 821123 4 9 0 45 39 821130 6 0 0 55 x (50) 821209 79 90 80 x (70) 821230 101 120 110 x (90) 830110 108 125 116 x (98) 830129 118 136 127 x (110) 830208 129 14 7 138 x (120) 830301 150 16 5 156 x (140) 830316 156 171 16 2 x (150) 830321 158 175 16 8 x (155) 830406 16 0 173 16 3 x (155) 830412 8/16 0 15 /172 0 0 830419 52/158 6 2 / 171 50/16 1 0 830427 75 /156 85 /170 0 0 830504 88 /155 103/170 0 0 830511 98 /154 111/16 9 0 0 830517 105/152 117 7 0 0 830524 115/150 125 5 0 0 830531 0 0 0 0 830606 0 145 /16 5 0 0 8306 14 0 0 0 0

x = fastfrusen 0 = ofrusen ()= antagna djup

T a b e l l 3 ä CQ © k= NO M = 10 -= OJ M = n 10 e -T M in D a t u m 1 9 / 10 0 O © O 0 O O 0 O O O O O o T j ä l l y f t n i n g ( m m ) G ä l v e n v ä g 9 / 1 1 1 6 / 1 1 9 /1 2 1 0 / 1 2 0 ₁0 ₁0 ₁0 ₁0 ₁0 0 1 0 ₁0 0 1 0 ₁0 ₁0 ₁0 ₁0 0₁ 20 10 10 20 10 20 10 01 20 0 20 10 10 10 20 10 2 0 2 0 2 0 3 0 4 0 1 0 0 3 0 2 0 ₁0 5 0 ₁0 4 0 2 0 2 0 6 0 8 0 5 0 7 0 ₉0 8 0 ₃0 ₅0 4 0 6 0 7 0 9 0 ₂0 6 0 7 0 80 80 8 / 2 1 7 0 2 10 2 1 0 2 4 0 2 0 0 1 4 0 1 9 0 22 0 2 3 0 2 4 0 2 3 0 1 4 0 20 0 2 1 0 2 30 2 2 0 21 / 3 1 3 0 1 4 0 1 6 0 1 7 0 1 9 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 5 0 1 7 0 1 1 0 1 2 0 1 5 0 1 7 0 1 8 0 3 3 5 , 1 9 82 -8 3 . 6 / 4 1 3 3 1 4 8 1 6 3 1 8 8 1 9 8 1 2 0 1 3 3 1 5 0 1 5 8 1 5 8 1 8 0 1 1 8 1 2 8 1 5 3 17 3 1 8 8 1 2 / 4 1 4 0 1 4 5 1 6 0 1 8 5 1 9 6 1 2 0 1 3 0 1 4 5 1 5 5 1 6 0 1 8 0 1 2 0 1 2 5 1 5 0 1 7 0 1 8 5 1 9/ 4 12 2 1 3 0 1 4 5 1 6 5 1 7 5 1 0 5 1 1 9 1 30 1 3 2 1 3 8 1 5 5 1 0 5 1 1 5 1 3 5 1 55 1 6 8 2 7 / 4 1 1 9 1 2 7 1 4 2 1 5 7 1 6 7 ₉6 1 17 12 6 1 30 1 2 9 1 1 1 1 0 5 1 1 4 1 3 2 1 4 8 1 6 2 4 / 5 1 1 0 1 1 8 1 3 0 1 4 3 1 5 0 ₉4 1 08 1 1 7 1 1 6 11 0 1 20 93 1 03 1 1 8 1 3 1 1 4 1 1 1 / 5 1 7/ 5 2 4 / 5 3 1/ 5 6 / 6 1 4 /6 8 7 ₉7 1 1 3 1 2 0 1 2 6 ₉0 1 00 ₁07 1 0 0 ₉5 ₉0 ₈4 9 6 11 2 1 2 2 1 2 5 7 4 8 4 9 9 1 1 1 1 0 9 ₇2 8 8 ₉4 87 81 78 76 84 99 1 1 1 1 0 4 5 0 ₅5 ₇0 71 5 70 45 60 62 55 40 35 50 55 65 70 65 20 30 40 60 40 25 40 40 30 10 15 30 30 45 50 30 7 1 0 2 5 ₃0 2 4 1 5 2 0 ₁0 = S ₁0 ₁0 1 5 2 5 3 0 5 5 1 0 ₁0 -1 0 1 0 ₁0 ₁0 ₁0 ₁5 ₁0

Bilaga 3 Sida 4 (7)

Tabell 4. Förändringar i grundvattenavstånd (cm), väg 335. Lokal GÄLVEN. Rör 1 2 3 4 5 6 Datum: 8 21019 16 0 187 193 158 7 0 231 1026 14 2 17 2 156 120 35 2 20 1102 137 150 16 7 120 34 210 1109 146 143 179 137 4 3 206 1116 48 141 176 130 33 198 1123 119 1 4 2 16 8 123 34 193 1130 156 136 185 134 30 190 1209 16 7 135 206 170 6 0 186 1230 181 139 219 186 78 197 830110 180 140 2 20 182 79 206 0129 -_202 141 2 41 214 113 225 0 208 216 1 4 4 -- - 133 245 0301 232 149 255 -- 158 -0316 237 150 - - - = 0321 2 27 151 - - 129 -0 4-06 152 152 - 193 - -0 412 98 152 16 8 - - -0 4 19 7 0 148 em - - -0 4 27 6 8 126 - o - -0511 85 25 103x 90 x 15 89 x 0517 88 21 99 98 x 10 98 x 052 4 9 2 14 10 4 108 x 7 112 x 06 06 109 19 127 88 28 152x 06 14 136 20 153 110 4 1 196 x = ispropp VTI MEDDELANDE 395

T a b e ll P- D. G Ä L V EN Da tu m Av vä gn p A; 1 2 3 4 -- mL 009 -F u 80 mcd CW 29 SF A - -1 9 8 2 -83 . 19 /1 0 9. 21 9. 17 9. 12 9. 05 9. 01 9. 21 9. 17 9, 12 9. 08 9. 02 8. 96 9 .1 9 9. 14 9. 09 9. 01 8. 94 9/ 11 0.23 0.18 0,13 0.06 0.02 0.22 0.17 0.13 0.09 0.02 0.97 0.2 0 0. 15 0. 10 0. 02 0. 95 16 /1 1 0. 23 0. 18 0. 13 0. 07 0. 02 0 .2 3 0. 18 0. 13 0.10 0.02 0.98 0.20 0.15 0.10 0.03 0.95 9/ 12 0. 23 0. 19 0. 14 0. 08 0. 05 0 .2 2 0. 17 0. 15 0. 10 0. 03 0. 01 0 .2 0 0. 18 0. 11 0. 03 0. 00 10 /1 0. 29 0 .2 2 0. 19 0. 14 0.09 0.24 0.22 0.16 0.14 0.09 0.05 0.21 0.20 0.16 0.09 0.02 8/ 2 0. 38 0. 38 0. 33 0 .2 9 0.21 0,35 0.36 0.34 0.31 0.26 0.1 9 0. 33 0. 34 0, 30 0.24 0.16 21 /3 _.34 _.31 _.28 _.22 _.20 _.33 _.30 6_{.2 .2 .1}7 _.13 _.30 _.26 _.24, _.18 _.13 .3 43 .3 18 .283 .238 .208 .33 .303 70.2 .238 .178 .140 .308 .268 .243 .183 .128 .3 5 .3 15 .2 8 .2 35 .2 06 .3 3 .3 00 .2 65 .2 35 .1 80 .1 40 .3 10 .2 65 .2 40 .1 80 .1 25 H öj d a v v ä g n i ng . N i v å e r i v ä g 3 35 , G Ä L V E N , 19 /4 0. 33 2 0. 30 0. 26 5 0. 21 5 0. 18 5 0. 31 5 0. 28 9 0. 25 0. 21 2 0. 15 8 0. 11 5 0. 29 5 0. 25 5 0 ,2 25 0.16 5 0 .1 08 27 /4 0. 32 9 0 .2 97 0 .2 62 0. 20 7 0.17 7 0 .3 06 0. 28 7 0. 24 6 0 .2 10 0 .1 49 0. 10 7 0. 29 5 0. 25 4 0. 22 2 0. 15 8 0 .1 02 Y -l ä n 4 /5 _0.32 0 0. 28 8 0.2 50 0. 19 3 0. 16 0. 30 4 0 .2 78 0.23 7 0. 19 2 0. 13 0 0. 080 0. 283 0 ,2 43 0 .2 08 0. 14 1 0. 08 1 11 /5 0 .2 9 7 0. 267 0. 23 3 0. 17 0 0. 13 6 0. 30 0 0. 27 0 0 .2 27 0. 18 0 0. 11 5 0. 05 0 0. 27 4 0. 23 6 0. 202 0. 13 2 0. 065 17 /5 0.28 4 0.25 4 0 .2 19 0. 161 0. 11 9 0. 28 2 0. 25 8 0. 21 4 0. 16 7 0. 10 1 0. 03 8 0. 26 6 0. 22 4 0.18 9 0. 121 0. 04 4 24 /5 0. 26 0 0 .225 0 .1 90 0. 125 0. 08 0 0. 25 5 0 .2 30 0. 18 2 0. 135 0. 06 0 8 ,9 95 0 .2 40 0. 19 5 0. 15 5 0. 08 0 0. 00 5 31 /5 _.230 _.200 _.160 _.110 _.050 0 .2 35 0 .2 10 0. 16 0 0. 110 0. 03 0 0. 97 5 0, 22 0. 17 0. 13 5 0. 06 0 8. 97 0 6/ 6 _.217 _.180 _.145 0. 21 5 0. 18 5 0 .1 40 0. 09 0 0. 01 5 0. 97 0 () .20 0.15 5 0 .1 15 0. 040 8. 955 14 /6 15_{.2 .1}75 30_.1 0. 06 0 0. 01 5 0 .2 10 0. 17 5 0. 12 0 0. 07 5 0. 01 0 0. 97 0 0 .2 0 0. 15 0. 10 0. 02 5 0. 95 0

Bilaga 3 Sida 6 (7)

Tabell 6. Uppmätta grundvattennivåer , GÄLVEN 1982-83, väg 335, Y-län. Rör 1 2 3 4 5 6 Datum: 8 21019 7 . 53 6 . 79 7 . 25 7 . 43 7 . 85 6 . 5 4 1026 7.71 6 . 94 7 . 6 2 7 . 8 1 8 . 20 6 .6 5 1102 7 . 76 7 . 16 7 . 51 7 . 8 1 8 . 21 6 . 75 1109 7 .6 7 7 . 23 7 . 39 7 . 6 4 8 . 12 6 . 79 1116 8.65 7 . 25 7 . 4 3 7 . 7 L 8 . 22 6 . 87 1123 7 . 9 4 7 . 24 7 . 51 7 . 78 8 . 21 6 . 9 2 1130 7 , 57 7 . 30 7 . 34 7 . 6 8 8 . 25 6 . 95 1209 7 . 46 7 . 3 1 7 . 13 7 , 32 7 , 95 6 . 99 1230 7.32 7 . 27 7 . 0 3 7 . 20 7 , 77 6 . 88 830110 7 . 33 7 . 26 7 . 0 3 7 . 26 7 . 76 6 . 79 0 129 7 . LL 7 . 25 6 . 85 6 . 99 7 . 4 2 6 . 6 0 0 208 6 . 97 7 . 22 = =» 7 . 22 6 . 40 0 301 6 . 8 1 7 , 17 6 . 7 4 == 7 . 00 == 0316 6 . 76 7 . 16 m» am »» >=» 0321 6 . 86 7 . 15 m as 7 . 26 =» 0 406 7 . 6 1 7 . L4 - 7 ,. 24 > m 0 412 8 . 15 7 . 14 7 . 6 3 m == == 0 4 19 8 . 43 7 . 18 omm == - -0 4 2 7 8 . 45 7 . 40 om om mm om 0511 8 . 28 8 . 41 8 . 25x 8 . 20 x 8 . 40 x 7 . 96 X 0517 8 . 25 8 . 45 8 . 28 8 , l1lx 8 . 45 7 . 8 7 x 0 524 8 . 21 8 . 52 8 . 20 7 . 97 x 8 . 48 7 7 3X 06 06 8 . 0 4 8 . 47 7 , 9 2 8 . 12 8 . 27 7 . 33 X 06 14 7 . 17 8 . 46 7 66 7 . 90 8 . 14 6 . 89 x = ispropp VTI MEDDELANDE 395

Ju ni _M LJ Ma j Ap ri l 1 V Figur 19. Uppmätt avvägda GALVEN , VTI MEDDELANDE 395 UA o * 2" e 4 >_4 t. _ RT LL. C C "> Q Q. _9 t. e :o Nin» t Q . g Juwo VÄ Q +- 8, x Q _{TL O WO W}C > > > a -L X 7 å _{= (V (A} jr N>w>s>5 m>>> |- O CO O [ © t + t (2 Q, O © co CO > v0

tjäldjup med mätare 2 samt de grundvattennivåerna i rören 1-6. väg 335, Y-län, vintern 1982-83.

Diagram visande köldmängd, tjäldjup och tjällyft-ning i de avvägda punkterna. Tjällyfttjällyft-ningskurvan är i dessa diagram anpassad till tjäldjupskurvan för att i beräkningarna bättre ansluta till denna. Detta gäller ej punkterna Al, Bl, Cl, A5, B6 och C5.

Bilaga 4 Sida 2 (17) A 1 J NXXXJ/ ' Ö) pyÄNGD b

*

emaTJÄLLYFTNING

15-1-e7N

i

//,,a/////// NXXX /. ä ) N / _V 5 + a N 198+-xxxxxxxx& **N _{N_xxxxxxxx} 200-1-emJÄLDJUP VTI MEDDELANDE 395

AC S y 520 1998-PFKÖLDMÄNGD emT JÄLLYFTNING 15-1-19+- _{2 s} 1989+- _& emJÄLDJUP

Bilaga 4 Sida 4 (17) A 3 N sx P 5gg -- 0

XV//

S KÖLDMÄNGD

emaT JÄLLYFTNING

154

FXR

/

N

/

_xs

16-+-

j///// XXX

/

' XX

5 -+-

/////

xx

/f ,,,,///// XX 11-=- > "]

X

xxXX_ __kaxxxxxxxx__________r

230-1-cmJÄLDJUP

VTI MEDDELANDE 395

A 4 509 - _////// "SF KÖLDMÄNGD emT JÄLLYFTNING 15-+-13-+- s

//

_,

// _K |

///////////

xxx

gt

_n

3

_P

PV

189-4+-

290+-emH JÄLDJUP

Bilaga 4 Sida 6 (17) AS S V 508 -+-" KÖLDMÄNGD emp] JÄLLYFTNING 15-- 13--S ==» 3

/

198-+-

200-+-,

emA JÄLDJUP

VTI MEDDELANDE 395

P 508 -+-'"KÖLDMÄNGD emJ JÄLLYFTNING 154 18-+- 188+- 2098+- 308-cm Å JÄLDJUP

508 - 1808-CM N_* 19+-Bilaga 4 Sida 8 (17) B2 S Z

XxxxX __x____//////

S KÖLPMÄNGD

TJÄLLYFTNING

18-

X=

s

+-

_P

o

r

emÅ JÄLDJUP

VTI MEDDELANDE 395

C Ca N_V 523 -+-18908 em aT JÄLLYF TN ING 15- 18-+- 199-+- 290+-cm Å JÄLDJUP

502 -porn 1908-Bilaga 4 Sida 10 (17) 54 S V NV

x k /

s

emT JÄLLYFTNING

15-+-3i-++

_{/ A} / V

/

i

9 --

XX V V

/

_N

s

te

_p

189+-

200-1-emA JÄLDJUP

VTI MEDDELANDE 395

seg -I

&

SF

emaT JÄLLYETN ING

18+-

// / / 5 --

//

BS

S

V /

1998-

193-

280-+-

390-cmÅ JÄLDJUP

Bilaga 4 Sida 12 (17) NS V 508 +- 1898-SF KÖLDMÄNGD cmaåT JÄLLYFTNING 15- 18- 199+- 298+- 308-em Å JÄLDJUP VTI MEDDELANDE 395

o _ _&. x____xä _/ 500 -+-a SKÖLDMÄNGD emJ JÄLLYETNING 154 "I _%

A

/

&

å

N

"T

//

xx

188+-

_{X X} 200-1+--mJÄLDJUP

Bilaga 4 Sida 14 (17) C2 P V 500 -+- 1898-Sv

cmaT JÄLLYF TN ING 19+- 199+- 200-+-

399-cmWET JÄLDJUP

VTI MEDDELANDE 395

509 +-S Z STKÖLDMÄNGD emaT JÄLLYF TN TNG

_

15+-

/

19-+-2

/ / 1 96+- 200+-cmA JÄLDJUP

Bilaga 4 Sida 16 (17) C 4 rmn > 520 -+-Ä ö / '"5 KÖLDMÄNGD em -

F

15|-

x

18-i

|

&

"

_VN

5 --

N

XX v 'X'» do L T 1 / / g o a x p 1 38+- 290+-em JÄLDJUP VTI MEDDELANDE 395

S 500 +-CHL/F 15-- 18-+- 198-+- 2908+-v S ING cmÅ JÄLDJUP

Aqöm

Er

op.

15 -

/

6/1,--

r

=== 3f2

i.

₅

_

_{8f2_ffff,f__ap}

///////,///F

_{_________} Aff,/',,,,p

9/12

9/12 C1 C2 C3 C 4 C5 an H cm ' e e 15 - r -6lhazr»»»»»ff/f/faa__uf"'_f_-_____ -9/2 10 + 5. _9/12 8/2 B1 B2 BJ BÅ ) B5 B6 atcm 614 15 -b)l -- A4_,_______ f ___ N N 8/2 E _8/2 dffff,,ffff7 25 - 92 9/12 AT A 2 A3 Al A5

Figur 20. Relativa tjällyftningen av vägbanan, vintern 1982-83, väg 335, GÄLVEN.

Bilaga 5 Sida 2 (2) s 0,5 m 8/2 -9/12 19/10 6/4 8/2 9M2 C1 C2 C3

(ANS

-19/10

6/4

61l

8/2 ---

0

912

19/10

6 /l

'

8/2

9/12

B1

B2

B3

BL

B5

B6

bll;

19/10

8/2

9/12

19/10

61l

8/2

9/12

19/10

AT

A 2

A3

A &

A 5

Figur 21. Vägbanans lutning i de avvägda

tvärpro-filerna A-C under vintern 1982-83,

GÄLVEN, väg 335, Y-län.

Vattenkvot i prov tagna vid tjälborrning april 1983, figur 22 a-d. Vattenkvotens variation i lagerföljden visas tillsammans med kornkurva för respektive

prov. Borrprofilerna upptogs ca l m från avvägnings-linjen B, mellan A och B linjerna. Borrhålen ligger som följer: A mellan Bl och B2, B mellan B2 och B3, C mellan B3 och B4 fast närmare B3, D strax ovan B4

Bilaga 6 Sida 2 (5) Galven A apr.-83 Wh vikt % cm 0 40 30 20 10 0 t u t t t + 50 78-Slanuy_ -+100 3121unuvy. i 70951 104 cm u --150

Figur 22a. Vattenkvot och kornkurva från borrhål A. Tjälborrning april 1983.

50 040 30 20 10 0 1 fö T U Galven B apr. -83 LER MJAL A MU ö SAND GRUS STCN o se Lst - -. e. L 00 2012030 4 __ Lr 2 LS ___ 100 Rond gt attt 59 / e e 107-120 cm u vy r a h te a //

s sal . so vsmfsoon 15Ä",sona SB SBSvd Ke sell 05i a Söderk 9See t__._+_.__.___

J a r 1 ee +150 0.002 0 20 0 upr 83 ' e e -+ 200

Figur 22b. Vattenkvot och kornkurva från

Tjälborrning april 1983.

borrhål B.

Bilaga 6 Sida 4 (5) Galven C apr.-83 Wp vikt % cm 50 40 30 20 10 0 L 1 1 1 1 1 T U 1 1 + 50 0,002 0, 0,2 20 G : opt 03 1omuvy, +100 88-102cmuvy [___]

i_ ) vmm kem me sme mem

0,002 0, 0, 0,2 20 fi -upt -83 | ' _ 1 142cm u vy- --+150 n S_ZOO 0,002 0, 0,2 20 u uppr :63

Figur 22c. Vattenkvot och kornkurva från borrhål C.

Tjälborrning april 1983.

Galven D apr. Wp vikt % cm 50 L 30 20 10 0 juon = 4 y + A + 50 ___ 10-79cm vy ,2 + 100

in LEK MJALA | MQ SAND GRUS STEN S-1 Å"|. _ 22

138änvy_ T

+150 f e

0,002 --200 Sj 113

Figur 224. Vattenkvot och kornkurva från borrhål D. Tjälborrning april 1983.

Jordlagerprofil B Bel. p 10 Barlager 25 Forst lag. CJ Overbyggnad

[:| Undergrund

Sf

%o %

Å+ = 171

171

171

175

175

175

168

1007

__

7

a.

n

--

E

-

r

107

-

[Under-grund

50+

A 2

B2

C 2

A3

B3

C 3

B 4

Figur 23a.

Beräknad frusen vattenmättnadsgrad S* ur

observerad tjällyftning, tjäldjup 24 och

jordlagerföl;jd, då den ofrusna

mättnads-graden S, antagits vara 100%.

Bilaga 7 Sida 2 (3) 10 25 102 Jordlagerprofil C Bel. Barlager Forst.lag. (_ Över byggnad

|__ ___] Undergrund

f

Jo A

Le = 175

175

175

170

170

168

163

100+

e

*

'

1

N

d

joma

Under-v

_grund

50 +

A3

B 3

C 3

A &

C 4

B 4

B 5

Figur 23b.

Beräknad frusen vattenmättnadsgrad Så ur

observerad tjällyftning, tjäldjup 24 och

jordlagerföljd, då den ofrusna

mättnads-graden Så antagits vara 100%.

Jordlagerprofil D Bel. Barlager Forst. lag. [] Överbyggnad

[::] Undergrund

Sf

Under-12

-

grund

Ze = 175

175

175

170

170

168

163

100+

T

W

1 1

r.

50+

A3

B 3

C 3

A &

C 4

B 4

B 5

Figur 23 c.

Beräknad frusen vattenmättnadsgrad Så ur

observerad tjällyftning, tjäldjup 24 och

jordlagerföljd, då den ofrusna

mättnads-graden S antagits vara 100%.

10

25