En analys av mesostrukturella variationer i Stockholmslera med avseende på vattenkvot, konflytgräns och lerhalt

(1)

Självständigt arbete vid Institutionen för geovetenskaper 2019: 12

En analys av mesostrukturella variationer i Stockholmslera med avseende på vattenkvot, konflytgräns och lerhalt

Tove Florén

INSTITUTIONEN FÖR GEOVETENSKAPER

(2)

(3)

Självständigt arbete vid Institutionen för geovetenskaper 2019: 12

En analys av mesostrukturella variationer i Stockholmslera med avseende på vattenkvot, konflytgräns och lerhalt

Tove Florén

INSTITUTIONEN FÖR GEOVETENSKAPER

(4)

Publicerad av Institutionen för geovetenskaper, Uppsala universitet (www.geo.uu.se), Uppsala, 2019

(5)

Sammanfattning

En analys av mesostrukturella variationer i Stockholmslera med avseende på vattenkvot, konflytgräns och lerhalt

Tove Florén

När geotekniska laborationsanalyser utförs undersöks ofta kolvprover från olika djup som får representera marken vid det djupet provet är taget. I ett homogent lerskikt kan denna punkt antas vara representativ. I en icke-homogen lerjord, till exempel i varvig lera, skulle denna punkt kunna infalla i en icke-representativ variation. För att ta reda på om dessa strukturella variationer påverkar en leras mekaniska

egenskaper har i denna studie lerprover från olika platser i Stockholms län

analyserats. Genom laborationsundersökningar har lerornas vattenkvot, konflytgräns och lerhalt bestämts och jämförts med varandra. Konflytgränsen definieras som vattenkvoten då en lera går från plastisk konsistens till flytande konsistens och bestäms i denna studie med fallkonmetoden (Axelsson & Mattsson, 2016).

Vattenkvoten anger förhållandet mellan jordens fasta massa och vattnets massa och bestäms genom vägning och torkning i ugn (Larsson, 2008). Lerhalten i ett jordprov bestäms genom en hydrometeranalys som anger mängden lera i förhållande till övriga kornstorlekar i provet. Proverna som har studerats i denna studie var av varierande kvalitet med avseende på varvighet och både glaciala och post-glaciala leror har undersökts. Resultatet visar att det är svårt att studera skillnader mellan ljusa och mörka variationer i leror som inte har en tydlig varvighet och att stora variationer förekommer i de undersökta parametrarna för mörka såväl som ljusa skikt.

Nyckelord: lerhalt, vattenkvot, konflytgräns, lera, strukturella variationer

Självständigt arbete i geovetenskap 1GV029, 15 hp, 2019 Handledare: Lars Maersk Hansen och Sölve Hov

Institutionen för geovetenskaper, Uppsala Universitet, Villavägen 16, 752 36 Uppsala (www.geo.uu.se)

Hela publikationen finns tillgänglig på www.diva-portal.org

(6)

Abstract

An Analysis of Meso-Structural Variations in Stockholm Clay with Respect to Water Content, Liquid Limit and Clay Content

Tove Florén

When geotechnical laboratorial analyzes are executed, piston samples from different earth depths are commonly used. These samples will represent the soil at the given depth. The point at which the sample is taken could be seen as representative in a homogenous layer of clay but in an inhomogeneous layer, such as a varved glacial clay, this point could occur in a variation that is not representative for the whole layer.

To find out if these structural variations will affect a clays mechanical properties clays from the Stockholm region have been analyzed. The clays water content, liquid limit and clay content has been determined through laboratorial analyzes and then compared with each other. The liquid limit is defined as the water content when a clay is transitioning from plastic to liquid consistency and is determined by the fall- cone method (Axelsson & Mattsson, 2016). The water content is determined through drying in a drying oven and gives the relationship between the soil’s solid mass and the mass of the water (Larsson, 2008). The clay content in a soil sample is

determined through hydrometer analysis and gives a value on the amount of clay in relationship to other fractions. The samples which have been studied were of

different quality with respect to how distinguishable the varves were and both glacial and post-glacial clays have been analyzed. The result show that it is difficult to analyze differences between light and dark variations and varvs in clays which does not have distinct layering and that vast variations occur in all of the analyzed

parameters for both dark and light variations.

Keywords: clay content, water content, liquid limit, clay, structural variations

Independent Project in Earth Science, 1GV029, 15 credits, 2019 Supervisors: Lars Maersk Hansen and Sölve Hov

Department of Earth Sciences, Uppsala University, Villavägen 16, SE-75236 Uppsala (www.geo.uu.se)

The whole document is available at www.diva-portal.org

(7)

Förord

Denna studie utfördes som ett kandidatexamensarbete på Geovetenskapliga institutionen vid Uppsala Universitet under våren 2019 i samarbete med LabMind.

Handledare för projektet var Lars Maersk Hansen på Geovetenskapliga institutionen vid Uppsala Universitet och Sölve Hov på LabMind. Grundidén till studien kom från Sölve Hov och anpassades efter de förutsättningar som gällde för ett kandidatarbete på 15 hp. Proverna som ingår i denna studie är standardkolvprover (ø50mm) med lera som härstammade från olika platser i Stockholms län. Samtliga

laboratorieanalyser genomfördes i LabMinds laboratorium i Sickla under perioden v.10-15 år 2019. Provtagningen av proverna som kommer från Österby genomfördes i samarbete med ÅF den 22/3-2019 och togs upp i ø60mm-kolvar. Alla fotografier som förekommer i rapporten är tagna av författaren under perioden för

laborationsarbetet om inte annat anges.

(8)

(9)

1 Inledning ... 1

1.2 Avgränsningar ... 1

2 Bakgrund ... 1

2.1 Glacial Lera ... 1

2.2 Postglacial lera ... 2

2.3 Silt... 3

2.4 Jords uppbyggnad och struktur ... 3

2.5 Provtagningsområdet ... 4

2.6 Vattenkvot ... 6

2.7 Konflytgräns ... 7

2.8 Sedimentationsanalys med hydrometer ... 8

3 Laboratoriearbete ... 8

3.1 Vattenkvot ... 8

3.1.1 Utrustning ... 8

3.1.2 Metod ... 8

3.2 Konflytgräns ... 9

3.2.2 Metod ... 9

3.3 Sedimentationsanalys med hydrometer ... 10

3.3.2 Metod ... 10

4 Resultat och diskussion ... 11

4.1 Vattenkvot i ljusa och mörka skikt ... 12

4.1.1 Resultat ... 12

4.1.2 Diskussion ... 12

4.2 Konflytgräns i ljusa och mörka skikt ... 13

4.2.1 Resultat ... 13

4.3 Lerhalt i ljusa och mörka skikt ... 14

4.3.1 Resultat ... 14

4.4 Lerhalt i förhållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt ... 16

4.4.1 Resultat ... 16

4.5 Lerhalt i förhållande till vattenkvot i ljusa och mörka skikt ... 18

4.5.1 Resultat ... 18

4.6 Vattenkvot i förehållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt ... 19

4.6.1 Resultat ... 19

4.7 Skillnader i vattenkvot, konflytgräns och lerhalt i prover med tydlig varvighet ... 21

4.8 Felkällor ... 24

5 Rekommendationer för fortsatt arbete ... 24

(10)

6 Slutsats ... 24

7 Tackord ... 25

8 Referenser ... 26

Bilagor ... 27

Bilaga 1 – Arbetsprokotokoll vattenkvot och konflytgräns ... 27

Bilaga 2 – Foton på jordprover ... 28

Bilaga 3 – Hydrometerprotokoll ... 43

Bilaga 4 – Beteckningar till ekvationer ... 44

(11)

1

1 Inledning

Lerjordar är en vanligt förekommande jordart i Stockholmsområdet. Att ha kunskap om lerors sammansättning och mekaniska egenskaper är därför till stor nytta för entreprenader och byggföretag som kan tänkas vilja bygga på ett område med

lerjordar och önskar komma i besittning av information om hur marken skulle bete sig under en applicerad last. För att ta reda på hur en lerjord skulle bete sig under yttre påverkan kan ett flertal parametrar och geotekniska undersökningar undersökas och genomföras. Denna studie fokuserar på att analysera vattenkvot, konflytgräns och lerhalt eftersom dessa tre parametrar påverkar egenskaperna i finkorniga jordar.

1.1 Syfte

Studien syftar till att undersöka om och hur mesostrukturella variationer i lera

påverkar en leras egenskaper med avseende på vattenkvot, konflytgräns och lerhalt, samt att undersöka hur dessa parametrar förhåller sig till varandra. De valda

parametrarna undersöks för både ljusa och mörka skikt i glaciala och postglaciala leror genom fallkonförsök, torkning i ugn och hydrometeranalys. Resultatet från laboratorieanalyserna presenteras i form av diagram som analyseras och diskuteras med fokus på skillnader mellan okulärt bedömda variationer. Förbättring av metod, felkällor och rekommendationer för framtida arbete kommer även att diskuteras.

1.2 Avgränsningar

För att studien inte skulle bli för omfattande och för att det skulle vara möjligt att genomföra arbetet inom den angivna tidsramen på 10 veckor har ett antal

avgränsningar gjorts. Den initiala tanken var att bestämma vattenkvot, konflytgräns och lerhalt i ett jordprov för att sedan jämföra dessa med resultat från CRS-försök.

För att studien skulle vara praktiskt genomförbar inom tidsramen exkluderades CRS- försök från studien samt att begränsa antalet prover som analyserades. CRS står för Constant Rate of Strain och är en analysmetod där ett jordprov utsätts för konstant deformation. Från ett CRS-försök kan bland annat information om total- och

effektivitetsspänning, porttryck och deformation erhållas (Axelsson & Mattsson, 2016).

De prover som jämförs i studien kommer från olika provplatser i Stockholms län.

Områdesavgränsningen gjordes dels på grund av tillgänglighet av prover samt för att proverna skulle ha en någorlunda likvärdig geologisk historik. I denna studie har endast finkorniga glaciala och postglaciala sediment analyserats och de metoder som används utgår från den europeiska standarden för geotekniska

laboratorieanalyser för att resultaten skall vara trovärdiga.

2 Bakgrund

Som en initial del av denna studie utfördes en litteraturstudie som utgör bakgrunden i denna uppsats. I litteraturstudien användes framförallt rapporter och dokument från Statens geologiska undersökning (SGU), Statens geotekniska institut (SGI), Svenska geotekniska föreningen (SGF), Uppsala Universitet och Statens institut för

byggnadsforskning.

2.1 Glacial Lera

Glacial lera är ett glacifluvialt sediment som avsatts av smältvatten från glaciärer som omfattar kornstorlekar under 0,002mm (Larsson, 2008) (Tabell 1). Glacifluviala

sediment förekommer endast under högsta kustlinjen (HK) eller i gamla dödissjöar och typiskt för glacifluviala leror är att de är varviga med ljusare sommarskikt och

(12)

2

mörkare vinterskikt. Bottenvarven i lerorna kan vara flera decimeter tjocka för att sedan successivt avta i tjocklek uppåt i lerföljden, där de översta varven kan vara endast några få millimetertjocka. Glaciala leror är oftast inte mäktigare än tre till fem meter, men det förekommer områden där betydligt större mäktigheter har

observerats. (Gembert & Ericsson, 1996) Tabell 1. Fraktionsindelning av finjord.

Fraktion Kornstorlek (mm) Silt 0,002-0,063

Grovsilt 0,02-0,063 Mellansilt 0,0063-0,02

Finsilt 0,002-0,0063 Ler ^0,002

Källa: Larsson, 2008. Tabell. 6, s.19.

Det är inte ovanligt att det sker en snabb växling mellan lagerna och att de överlagrar varandra, detta kallas diskordans (Gembert & Ericsson, 1996). Om det förekommer salt i sedimentationsmiljön, till exempel i saltvatten, attraheras anjonerna i

lerpartiklarna av katjonerna i saltvattnet och aggregat bildas. Aggregat gör att

lerpartiklarna snabbare faller till botten och sedimenterar (Brusewitz et al, 1981). Av denna anledning bildas varviga leror endast genom diatakt sedimentation

(sötvattensedimentation) och ej genom symmikt sedimentation (saltvattensedimentation). (Gembert & Ericsson, 1996)

Sommarvarven i glaciala leror består oftare av något grövre korn (siltkorn) på grund av den ökade strömhastigheten under sommarhalvåret. Ökad strömhastighet innebär att vatten kan bära med sig större partiklar och transportera dem längre.

Om leran innehåller kalciumkarbonat (𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶3) är koncentrationen av detta högre i sommarvarven än i vintervarven vilket bidrar till sommarvarvens ljusgrå färg.

Vintervarven består av finare lerpartiklar då strömhastigheten avtagit under vinterhalvåret. Koncentrationen av organiskt material är högre i vintervarven än i sommarvarven, även det på grund av den låga strömhastigheten under

vinterhalvåret. Då den relativa halten fina lerpartiklar är högre i vintervarven är även vattenhalten högre än sommarvarven. Förekomsten av 3-värt järn gör att

vintervarven ofta har en mörkbrun färg som tydligt kontrasterar sommarvarvens ljusgrå färg. (Gembert & Ericsson,1996)

I de siltiga sommarvarven sker en gradvis kornstorleksminskning uppåt mot ovanliggande vintervarv, detta benämns som graded bedding eller graderad lagring.

(Gembert & Ericsson,1996)

2.2 Postglacial lera

Postglacial lera är ett finkornigt sediment som har avlagrats på botten av sjöar och hav efter istiden. Postglacial lera förekommer mestadels vid kusterna som legat under HK och är till färgen gråa med mörkare skikt av järnsulfid. De innehåller en varierande mängd organiskt material och lerhalten är ofta hög (Gembert & Ericsson, 1996). Denna typ av sediment avsätts även i mindre mängder i nutid från vattendrag och älvar som transporterar material (Skogen, 2019). De postglaciala lerorna skiljer sig från de glaciala lerorna då de inte har sommar och vintervarv och oftast inte

(13)

3

innehåller kalk (SGU, 2019a). När inlandsisen smälte exponerandes de glaciala avsättningarna för svallning och den glaciala leran transporterades till låglänta områden och avsattes som postglacial lera (Gembert & Ericsson, 1996).

2.3 Silt

Silt omfattar kornstorlekar mellan 0,002-0,06 mm och är därmed ofta betraktad som en mellanjordart mellan kohesionsjord och friktionsjord (Gembert & Ericsson, 1996).

Glacial silt består still största del av berggrundsmaterial som krossats och/eller vittrat och transporterats i strömmande vatten för att sedan avsättas utanför isälvens

mynning. Postglacial silt har bildats genom avsättning från tidigare avsatta formationer, vittrat berg och erosion för att sedan transporteras i älvar och åar.

Kvarts, fältspat och kalcit dominerar som mineral i mellansilt och grovsilt med lermineral som dominerande mineral i finsilt. Om silten har avsatts i relativt lugnt strömmande vatten så är lagringen ofta något lösare, speciellt om silten även innehåller lera, jämfört med silt som avsatts vid isälvsmynningen där den kan vara tätare lagrad. (Larsson, 1995). Till skillnad från lera kan silt utan ansträngning sköljas bort från händerna under rinnande vatten. Silt känns strävt mellan fingrarna och är klibbigt i vått tillstånd men torkar snabbt och blir till ett pulver som utan ansträngning kan borstas av från händerna (Eriksson, 2016).

Med avseende på tjälfarlighet är silt ett av de känsligaste jordmaterialen (SGI, 1995). Mycket tjälfarliga jordar har en finjordshalt på över 40% och med en hög silthalt (Axelsson & Mattsson, 2016). Jordar som är tjälfarliga kännetecknas framförallt av att de är tillräckligt genomsläppliga för att snabb vattentillförsel

underifrån skall vara möjlig samtidigt som de är tillräckligt finkorniga för att möjliggöra kapillär vattenuppsugning (Larsson, 2008). De leror som lättast bryts ned strukturellt och är känsligast är siltiga leror och lerig silt (Larsson, 1995). Generellt betraktas siltiga leror ha låg plasticitet medan rena leror anses ha hög plasticitet (Karlsson, 1975).

För att bestämma om jordprovet består till större del av silt eller lera kan ett så kallat dilatansprov utföras. Vid ett dilatansprov formas en del av ett vått jordprov till en boll som är cirka tre cm i diameter och placeras sedan i handflatan för att skakas om med en öppen hand. Om provet flyter ut och blir glansigt på ytan under

skakningen så innehåller det silt. Ett prov som består av ren lera ger ingen eller ytterligt liten reaktion vid skakning på detta sätt. Ett annat sätt att avgöra huruvida ett jordprov består av lera eller silt är genom ett utrullningsförsök. En grov silt kan endast rullas ut till en tråd på minst fyra millimeter medan en ren lera kan rullas ut till en tråd på under en millimeter. (Eriksson, 2016)

2.4 Jords uppbyggnad och struktur

En jord består av tre faser. Dessa tre burkar benämnas fast, flytande och gasformig fas där den fasta fasen utgörs av mineral- och lerpartiklar och/eller organiskt

material. Den fasta fasen utgörs jordskelettet och i porerna i skelettet finns porvatten och porgas, jordens flytande och gasformiga faser. (Larsson, 2008)

I en grovkornig jordstruktur är det masskrafter som är dominerande och skjuvhållfastheten byggs upp av friktionen mellan de enskilda kornen. I kohesiva jordar, som till exempel lera, byggs skjuvhållfastheten upp av kohesion.

När två lerpartiklar närmar sig varandra kommer de påverka varandras ytkrafter. Det finns både en repellerande och en attraherande kraft som verkar jämsides med varandra. Den attraherande kraften svarar mot van der Waals-kraften mellan partiklarna. Både den repellerande och den attraherande kraften avtar med

(14)

4

avståndet. Om två partiklar med repellerande kraft mellan sig ändå kommer

tillräckligt nära varandra så kommer den attraherande kraften att ta över och om den attraherande kraften överstiger den repellerande kraften så kommer så kommer partiklarna att flockuleras. Om istället den repellerande kraften är större än den

attraherande kraften kommer partiklarna att dispergeras. Flockulering av partiklar kan påverkas och förändras genom att ändra jonvalensen, temperaturen,

dielektricitetskonstanten, pH och/eller elektrolytkoncentrationen. (Axelsson &

Mattsson, 2016)

Eftersom lerpartiklar och finsilt är omslutna av en viskös film av bundet vatten sker det ingen direkt kontakt mellan mineralkornen. Bindningen sker istället via van der Waals-krafter i vattnet. När en sådan jordstruktur utsätts för en yttre ökande last kommer normalkrafterna mellan partiklarna att öka via vattenfilmen och bindningarna stärks ytterligare. (Axelsson & Mattsson, 2016)

2.5 Provtagningsområdet

Den första häften av de prover som har analyserats kommer från olika platser i Stockholms län (Figur 1), den andra hälften av prover kommer från en och samma provtagningsplats i Österby söder om Södertälje vid det pågående projektet

Ostlänken (Figur 2). Stockholm är till stor del beläget på postglacial och glacial lera som är avsatt på urberg. Jordproverna som kommer från olika platser i

Stockholmsområdet härstammar från glacial och postglacial lera och har tagits på varierande djup i marken. Proverna i Österby härstammar enligt jordartskarta från postglacial finlera men glacial lera har tidigare påträffats på större djup och finns i området kring provtagningspunkten. Proverna togs på djupen fem, sex, sju, åtta och 10 meters djup och jorddjupet i provtagningsområdet uppgår till 10-20m (Figur 3).

Figur 1. Jordartskarta över Stockholm med teckenförklaring (SGU, 2019b).

(15)

5

Figur 2. Jordartskarta med teckenförklaring över provtagningsområdet i Österby.

Provpunkten är markerad med ”X” (SGU, 2019c)

(16)

6

Figur 3. Jorddjupskarta med teckenförklaring över provtagningsområdet. Provpunkten är utmärkt med ”X” (SGU, 2019d).

2.6 Vattenkvot

I finkorniga jordarter, som till exempel lera, har vattenkvoten stor betydelse för jordens beteende. Den naturliga vattenkvoten utrycks vanligtvis i procent och definieras som förhållandet mellan vattnets massa och den fasta fasens massa (Karlsson, 1975). Vattenkvoten bestäms genom att provet vägs i fuktigt tillstånd och sedan efter ett dygns torkning i torkugn (Eriksson, 2016). Lera har ofta en vattenkvot på mellan 10-100% och silt har vanligtvis en vattenkvot mellan 10-50% (Tabell 2).

Tabell 2. Vattenkvoter för några vattenmättade jordarter.

Jordart Vattenkvot (%) Sand & grus 10-35

Silt 10-50 Fast lera 10-30 Lös & halvfast lera 40-100 Källa: Pusch, 1974. Tabell 5, s.18.

(17)

7

2.7 Konflytgräns

Albert Atterberg definierade konsistensgränserna i början på 1900-talet. Det finns tre vattenkvoter som svarar mot gränserna mellan fyra konsistensområden (Figur 4).

Flytgränsen är den gräns som kommer att undersökas i denna studie eftersom lera betraktas som en plastisk jordart som befinner sig mellan plasticitetsgränsen och flytgränsen. Konflytgränsen definieras som den vattenkvot som gäller vid övergången mellan plastisk och flytande konsistens (Axelsson & Mattsson, 2016). Flytgränsen för en jord kan bestämmas genom stötmetoden eller konmetoden och i denna studie används konmetoden där konintrycket ger ett mått på jordens hållfasthet (Karlsson, 1975).

Figur 4. Atterbergs konsistensområden och konsistensgränser i förhållande till vattenkvot. Ur Axelsson & Mattssons Geoteknik figur.4.6, s. 77.

Konsistensgränserna i en lera beror på lerans förmåga att binda vatten och

vattenbindningsförmågan beror bland annat på vilka lermineral som leran består av.

Kohesionsjordar så som lera är fasta eller halvfasta vid låga vattenkvoter och flytande vid höga vattenkvoter. I Sverige är illit det vanligaste förekommande lermineralet och förekommer både i glacial och postglacial lera (Hov & Holmén, 2018). Illit består av 10 Å tjocka skikt med ett oktaederlager i mitten som är omgivet av ett tetraederlager av aluminium- eller magnesiumhydroxid eller -oxid

(𝐴𝐴𝐴𝐴(𝐶𝐶𝑂𝑂)2, 𝑀𝑀𝑀𝑀(𝐶𝐶𝑂𝑂)2 eller 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐶𝐶𝑂𝑂, 𝑀𝑀𝑀𝑀𝐶𝐶𝑂𝑂). På vardera sida om tetraederlagrena ligger sedan ett tetraederlager av kiseloxidtetraedrar (𝑆𝑆𝑆𝑆𝐶𝐶₄). Dessa lager binder till

varandra med hydroniumjoner (𝑂𝑂₃𝐶𝐶⁺) och kaliumjoner 𝐾𝐾⁺ (Axelsson & Mattsson, 2016). I Svenska illitleror förekommer lerpartiklarna oftast inte som enskilda partiklar utan som aggregat eller som bundna till ytorna på större korn (Larsson, 2008).

Vid bestämmande av konflytgränsen används en kon på 60g och med vinkeln 60°

i en fallkonapparat. Ett omrört jordprov placeras under fallkonen så att konspetsen tangerar ytan på jordprovet. Konen tillåts sedan falla fritt och konintrycket kan sedan avläsas i millimeter. När konflytgränsen skall bestämmas bör materialet befinna sig i närheten av flytande tillstånd (Larsson, 2008). I denna studie bestäms konflytgränsen med enpunktsmetoden. I enpunktsmetoden mäts konintrycket tills två efterföljande likadana konintryck har uppnåtts inom intervallet 7-14,9 mm. Denna metod förenklar betydligt bestämningen av konflytgränsen jämfört med flerpunktsmetoden där

konflytgränsen bestäms med hjälp av flera olika vattenkvoter och konintryck. (Hov &

Holmén, 2018)

(18)

8

2.8 Sedimentationsanalys med hydrometer

En hydrometer är ett instrument som används för att bestämma densiteten hos jordar med kornstorleksfraktioner som ryms inom Stoke’s sedimentationslag (Gandahl, R.

1952). Hydrometeranalysen går till så att en sedimentationscylinder fylls med sedimentationsvätska och ett dispergerat jordprov som sätts i suspension tills

blandningen är homogen. Jordprovet dispergeras med ett dispergeringsmedel innan det blandas med sedimentationsvätskan för att undvika att partiklarna irreversibelt aggregerar sig, vilket kan öka sedimentationshastigheten och ge ett missvisande svar (Gembert B, Ericsson B 1996). När sedimentationsvätskan och det

dispergerade jordprovet homogeniserats avslutas omrörningen och hydrometern sänks sedan ned i vätskan. Hydrometern avläses sedan vid ett antal förutbestämda tidpunkter. Efter en viss tid kommer endast partiklar med en diameter <20mm att vara kvar i suspension över ett bestämt djup. Hydrometeravläsningarna som anges i gram per liter (g/l) räknas om till andel procent (%) av den initiala koncentrationen och slutligen konstrueras en kornfördelningskurva (Stål, 1972).

Tabell 3. Ungefärliga värden för lerhalter och konflytgränser i några jordarter. Värdena för konflytgränserna bör ses som mycket ungefärliga.

Jordart Lerhalt (%) Konflytgräns (%) Ren lera >40 >40-50

Siltig lera 20-40 30-40

Lerig silt 10-20 30-40

Silt <20 <25-30 Källa: Hov & Holmén, 2018.

3 Laboratoriearbete

Totalt bestämdes lerhalten för 44 prover och konflytgränsen och vattenkvoten för 53 prover.

3.1 Vattenkvot

I följande stycke presenteras metod och utrustning för vattenkvotsbestämmandet.

3.1.1 Utrustning

• Torkskål.

• Torkugn, 105°C.

• Våg med två decimalers noggrannhet.

• Trådavskärare.

3.1.2 Metod

En till två centimeter av provet skars av med provskäraren för att sedan placeras i en aluminiumform. Aluminiumformen plus provet vägdes och provvikten noterades.

Provet placerades i torkugn på 105°C för att torkas i 24 timmar. Efter ett dygn i torkugn vägdes provet och vikten noterades på nytt. Värdena skrevs in i ett kalkylark (Bilaga 1) och vattenkvoten beräknades enligt Ekvation 1.

(19)

9 𝑊𝑊_𝑁𝑁 =^𝑚𝑚_𝑚𝑚^𝑤𝑤

𝑠𝑠 ∙ 100. (Ekvation 1) (Larsson, 2008).

3.2 Konflytgräns

I följande stycke presenteras metod och utrustning för bestämmande av konflytgräns.

3.2.1 Utrustning

• Fallkonapparat.

• Fallkon med vikt 60g och vinkel 60°.

• Blandningsskål av plats.

• Spatel.

• Torkskål.

• Våg med två decimalers noggrannhet.

• Torkugn, 105°C.

• Trådavskärare.

3.2.2 Metod

Provet trycktes ut ur kolven med hjälp av en provuttryckare. En del av provet fördes över till en blandningsskål (Figur 5) och rördes om ordentligt med spatel så att provet homogeniserades och alla eventuella luftbubblor försvann. Stora korn och liknande plockades även bort i detta skede. Därefter jämnades ytan på provet ut så att det var i höjd med skålens kant. En metallkon med vikten 60g och vinkeln 60°monterades i fallkonapparaten. Blandningsskålen placerades under fallkonen och konen sänktes ned så att den tangerade provytan. Sedan tilläts konen falla fritt ner i jordprovet. Efter fem sekunder låstes konen fast i sitt läge och konintrycket kunde läsas av i

millimeter. Omrörning och konnedsläpp upprepades tills två efterföljande lika konintryck uppnåtts inom intervallet 7-14,9 mm. Cirka 20g av det omrörda provet fördes över till en aluminiumform och vägdes för att sedan torkas i torkugn i 24 timmar. Därefter skrevs de erhållna värdena in i ett kalkylblad (Bilaga 1).

Vattenkvoten för det omrörda provet beräknas enligt Ekvation 1 och konflytgränsen beräknades enligt Ekvation två.

𝑊𝑊𝐿𝐿= 1,8𝑤𝑤_𝑖𝑖+17log (₁₀^𝑖𝑖)²

1,8+log(₁₀^𝑖𝑖)² ∙ 100 (Ekvation 2) (Karlsson, 1975)

(20)

10

Figur 5. Blandningsskål med omrört prov i fallkonapparat med 60°/60g-kon.

3.3 Sedimentationsanalys med hydrometer

I följande stycke presenteras metod och utrustning för bestämmande av lerhalt.

3.3.1 Utrustning

• Sedimentationscylinder med kork för suspensionslösning

• Sedimentationscylinder utan kork för destillerat vatten

• Hydrometer

• Dispergeringsmedel 10% lösning av Natriumhexametafosfat (𝑁𝑁𝐶𝐶𝑁𝑁𝐶𝐶₃)₆

• Destillerat vatten

• Termometer

• Jordprov 3.3.2 Metod

För att optimera och effektivisera metoden genomfördes ett antal försökstest. Efter testen bedömdes det effektivaste och lättaste sättet att utföra hydrometeranalysen vara genom att ha två till fyra parallellt pågående hydrometeranalyser. Alla

hydrometeranalyser utfördes oförändrat och på följande vis;

Cirka 60g naturfuktigt prov som tidigare använts till att bestämma konflytgränsen vägdes upp i provskål med två decimalers noggrannhet på en tarerad våg. Provet rördes sedan om och dispergerades med 100ml 10% Natriumhexametafosfat ((𝑁𝑁𝐶𝐶𝑁𝑁𝐶𝐶₃)₆) och fördes över i en sedimentationscylinder med volym 1000ml som fylldes upp med destillerat vatten. Innan mätningarna påbörjades gjordes en nollavläsning av hydrometern i en lösning av 10% dispergeringslösning och 90%

destillerat vatten. Hydrometern placerades sedan i en sedimentationscylinder med destillerat vatten där den fick vila mellan mättillfällena (Figur 6).

(21)

11

Sedimentationscylindern med jordprovet täpptes igen med kork och suspension skapades i lösningen genom att cylindern vändes 60 gånger under två minuter. Efter vändningen gjordes första densitetmätningen med hydrometern och därefter gjordes avläsningarna efter 0.5, 1, 2, 4, 8, 15, 30 minuter samt efter 1, 2, 4, 7.5 och 23.7 timmar. Temperaturen i sedimentationslösningen mättes kontinuerligt under de första försöken för att säkerställa att temperaturen inte varierade med mer än 1°C då detta kan påverka resultatet. När det noterats att temperaturen i mätcylindrarna inte varierade mer än 1°C mättes endast temperaturen vid start av försöket och sedan antogs temperaturen konstant. Enligt ekvation 3 kan kornstorleken beräknas.

Kornstorleken och passerad mängd material används sedan för att skapa ett nomogram som visar kornstorleksfördelningen i provet. I denna studie användes LabMind AB:s egna kalkylark för detta (Bilaga 3).

𝑑𝑑 = �_(𝛾𝛾 ^{18∙𝜂𝜂}

𝑘𝑘−𝛾𝛾_𝑤𝑤)∙𝑔𝑔 ∙ �^𝐻𝐻^𝑟𝑟⁻_𝑡𝑡^2𝐴𝐴^𝑉𝑉 (Ekvation 3) (Stål, 1972)

Figur 6. Uppställning av cylindrar under pågående hydrometeranalys.

4 Resultat och diskussion

Tabeller har sammanställts i Microsoft Excel och alla diagram som redovisas i resultatet har skapats i MatLab. Prover med en lerhalt över 40 viktprocent

klassificerades som rena leror och de med en lerhalt mellan 20-40% klassificerades som siltiga leror enligt Eriksson (2016).

I bilaga 1 redovisas de fullständiga resultaten för vattenkvoter och konflytgränser tillsammans med lerhalten. Resultaten från hydrometeranalyserna med

fraktionsfördelningskurvor redovisas i sin fullständiga form i bilaga 3.

(22)

12

4.1 Vattenkvot i ljusa och mörka skikt

I följande stycke presenteras resultatet från vattenkvotsbestämningen som sedan följs av en diskussion.

4.1.1 Resultat

I figur 8 redovisas resultatet av vattenkvotsbestämningen för mörka och ljusa skikt.

Variationen av vattenkvoter är ungefär lika stor i mörka skikt som i ljusa skikt. Dock uppnåddes det högre vattenkvoter i de ljusa skikten än i de mörka.

Medelvattenkvoten för mörka skikt ligger på 60% och för ljusa skikt på 70%. I ljusa skikt är lägsta bestämda vattenkvoten 43% och högsta bestämda vattenkvoten 96%.

I mörka skikt är lägsta bestämda vattenkvoten 38% och högsta bestämda vattenkvoten 87%.

Figur 7. Vattenkvot i mörka och ljusa skikt.

4.1.2 Diskussion

I jämförelsen av vattenkvot kan en skillnad ses mellan ljusa och mörka skikt.

Medelvattenkvoten är högre i de ljusa skikten än i de mörka, vilket är motsatsen till det förväntade. Trots detta kan inga av vattenkvoterna ses som anormala eller avvikande då de även för siltiga leror kan vara höga, speciellt om de är leror som endast är något siltiga. Jordar med grova partiklar har högre permeabilitet och mer porvatten än de med finkorniga partiklar. Men om grova och finkorniga partiklar blandas kan jorden packas lättare och mer vatten kan tränga ut. De ljusa skikten består inte enbart av silt utan av en blandning av partiklar med olika storlek i ler- och

(23)

13

siltfraktionen med allt ifrån finlera till grovsilt. Detta skulle kunna vara en möjlig

förklaring till varför högre vattenkvoter har uppmätts i de ljusa skikten. Vid tolkning av resultaten är det viktigt att ha i åtanke att lera är ett naturligt material som inte alltid beter sig som förväntat och som kan variera mycket i sina egenskaper.

4.2 Konflytgräns i ljusa och mörka skikt

I följande stycke presenteras resultatet från bestämmandet av konfkytgränsen.

Resultatet följs därpå av en diskussion.

4.2.1 Resultat

I Figur 9 redovisas konflytgränsen för mörka och ljusa skikt. En större variation av konflytgränsen syns i de ljusa skikten jämför med de mörka skikten. I de ljusa skikten ligger medelkonflytgränsen på 70% och i de mörka på 55%. I ljusa skikt är lägsta bestämda konflytgräns 47% och högsta bestämda konflytgräns 103%. I mörka skikt är lägsta bestämda vattenkvoten 31% och högsta 77%.

Figur 8. Konflytgräns i ljusa och mörka skikt.

4.2.2 Diskussion

Eftersom konflytgränsen påverkas av lerans förmåga att binda vatten är det inte särskilt förvånande att högre värden har uppnåtts i de ljusa varven än i de mörka även för konflytgränsen. Förväntat resultat var högre konflytgränser för de mörka skikten än de ljusa. Resultatet visar istället det motsatta, men eftersom vattenkvoten är högre för dessa prov i de ljusa skikten är det även rimligt att konflytgränsen är det då de följer varandra.

(24)

14

4.3 Lerhalt i ljusa och mörka skikt

I följande stycke presenteras resultatet från hydrometeranalysen. Resultatet följs därefter av en diskussion.

4.3.1 Resultat

En stor spridning i lerhalt observeras både i de mörka och de ljusa skikten som undersökts. De mörka skikten hade en medellerhalt på 46% och de ljusa skikten hade en medellerhalt på 47%. I medelvärde hamnar både ljusa och mörka skikt precis över gränsen för ren lera (40 viktprocent). Flera prover från ljusa skikt hade dock en mycket hög lerhalt på över 60% jämfört med de från mörka skikt där inga prover en hade lerhalter över 60%. I de ljusa skikten är högsta uppmätta lerhalt 72%

och lägsta uppmätta lerhalt 32%. I de mörka skikten är högsta uppmätta lerhalt 72%

och lägsta uppmätta lerhalt 30%.

Figur 9. Lerhalt i ljusa och mörka skikt.

(25)

15

Figur 10. Lerhalt i ljusa och mörka skikt för de prover som dispergerats över natten.

4.3.2 Diskussion

Det förväntade resultatet av hydrometeranalyserna var att högre lerhalter skulle erhållas i de mörka skikten och att de i de ljusa varven skulle vara jämförelsevis lägre. Men vid jämförelse av proverna skiljer sig medellerhalten endast med ett par procent. Både proverna från ljusa varv och de från mörka delar upp sig i två grupper;

en grupp med något siltiga leror med lerhalter mellan 30-45% och en grupp med rena leror med höga lerhalter mellan 55-75%. Detta syns tydligt för proverna som samtliga prover (Figur 9) men inte för de som dispergerat under natten (Figur 10). Detta

betyder att de borde visa något högre lerhalter eftersom aggregat har fått längre tid på sig att lösas upp. Resultatet visar annorlunda men den stora spridningen i de mörka skikten kan fortfarande bero på att de inte har dispergerats ordentligt. Om de mörka skikten har högre lerhalt än de ljusa så är de även svårare att dispergera än de ljusa på grund av att kohesionskrafterna i finlera är högre än de i grovlera och finsilt. Eftersom de ljusa skikten i Figur 10 har höga lerhalter men inte de mörka är det rimligt att anta att dispergeringen var tillräcklig för att sönderdela aggregaten i de ljusa skikten men inte i de mörka skikten.

(26)

16

4.4 Lerhalt i förhållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt

I följande stycke ställs resultaten från bestämmandet av konflytgränsen mot resultatet från hydrometeranalyserna. Resultatet följs därnäst av en diskussion.

4.4.1 Resultat

I Figur 11 redovisas lerhalten i förhållande till konflytgränsen i mörka och ljusa skikt.

För både mörka och ljusa skikt syns en trend som visar att konflytgränsen ökar med lerhalten. En grupp prover avviker från denna trend där konflytgränserna är relativt höga men lerhalten fortfarande relativt låg. Denna grupp består huvudsakligen av mörka skikt. I Figur 12 redovisas konflytgränsen i förhållande till lerhalten i ljusa och mörka skikt enbart för de prov som dispergerat över natten. Överlag har dessa prover både en hög lerhalt och en hög konflytgräns.

Figur 11. Lerhalt i förhållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt.

(27)

17

Figur 12. Lerhalt i förhållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt för de prover som dispergerades över natten.

4.4.2 Diskussion

Enligt referensvärden från Hov (2019) gäller att;

• Rena leror med en lerhalt på >40% bör ha en flytgräns på cirka 40-50%.

• Siltiga leror med en lerhalt på 20-40% bör ha en flytgräns på cirka 30-40%.

Detta stämmer i en majoritet av fallen för de undersökta proverna men det

förekommer flera prover där de uppmätta värdena och referensvärdena inte stämmer överens. Ett exempel på detta är prov 0325_österby_h4_10m (Bilaga 1) där lerhalten bestämdes till 32% i ett mörkt skikt och konflytgränsen bestämdes till 78%. För att dessa värdens skulle stämma överens enligt referensvärdena skulle lerhalten behöva överstiga 40% eller konflytgränsen ligga under 65%. Konflytgränsen bör öka relativt linjärt med ökad lerhalt men stor spridning har observerats i detta samband. Det är troligt att denna spridning i resultat, precis som för de andra parametrarna, beror på att proverna inte har dispergerats ordentligt innan hydrometeranalys påbörjats. Trots ordentlig omrörning var det svårt att lösa upp alla aggregat i blandningen med

jordprov och dispergeringsmedel, vilket betyder att det troligtvis fanns kvar aggregat i sedimentationslösningen även efter vändningen. Leraggregat som finns kvar i provet efter dispergeringen och som inte har sönderdelats under vändningen kommer att registreras som silt eller sand i kornstorleksfördelningskurvan. Med detta i åtanke kan det antas att de flesta proverna har en betydligt högre lerhalt än vad resultatet visar.

Lerhalten kan därför inte ses som tillförlitlig för alla prover. Ett sätt att åtgärda problemet med dispergeringen skulle vara att låta proverna dispergera under en längre tid och eventuellt låta de stå i en vändmaskin som kontinuerligt skapar suspension i lösningen och sönderdelar aggregaten.

(28)

18

4.5 Lerhalt i förhållande till vattenkvot i ljusa och mörka skikt

I följande stycke ställs resultaten från vattenkvotsbestämmandet mot resultatet från hydrometeranalyserna. Resultatet följs därefter av en diskussion.

4.5.1 Resultat

I Figur 13 redovisas vattenkvoten i förhållande till lerhalten för mörka och ljusa skikt.

Precis som för konflytgränsen syns en trend med ökad vattenkvot vid ökad lerhalt.

Detta stämmer överens med att vattenkvoten och konflytgränsen följer varandra.

Resultatet visar en stor spridning och ingen större skillnad går att se mellan ljusa och mörka skikt.

I Figur 14 redovisas lerhalten i förhållande till vattenkvoten för ljusa och mörka skikt enbart för de prov som dispergerats över natten. I dessa prover kan en trend ses med ökande vattenkvot vid ökande lerhalt. Resultatet för dessa prover visar något lägre vattenkvoter i ljusa skikt jämfört med mörka skikt.

Figur 13. Vattenkvot i förhållande till lerhalt i ljusa och mörka skikt

(29)

19

Figur 14. Vattenkvot i förhållande till lerhalt i ljusa och mörka skikt för de prover som dispergerades över natten.

4.5.2 Diskussion

Ingen större skillnad går att se mellan mörka och ljusa varv vid jämförelse av vattenkvot och lerhalt för dessa. Då en jords förmåga att behålla vatten ökar med ökad lerhalt bör en linjär trend ses oavsett om det finns en skillnad mellan ljusa och mörka varv eller ej. I Figur 13 syns det att det finns en grupp som avviker från detta samband. Denna grupp med prover har alla höga vattenkvoter men låga lerhalter.

Det är troligt att dessa prover i verkligheten kan ha högre lerhalter än vad som har uppmätts i denna analys. Om denna grupp prover som är avvikande inte tas hänsyn till syns ett förhållande där ökad lerhalt ger ökad vattenkvot. Även här tycks proverna delas upp i två grupper med en lucka i mitten, en med lägre lerhalter och lägre vattenkvoter och en grupp med högre lerhalter och högre vattenkvoter.

4.6 Vattenkvot i förehållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt

I följande stycke ställs resultaten från bestämmandet av konflytgränsen mot resultatet från vattenkvotsbestämmandet. Resultatet följs av en diskussion.

4.6.1 Resultat

I Figur 15 redovisas vattenkvoten i förehållande till konflytgränsen för mörka och ljusa skikt. Resultatet visar att dessa två parametrar följer varandra. Ingen större skillnad mellan ljusa och mörka skikt kan ses.

I Figur 16 redovisas resultatet för konflytgränsen i förhållande till vattenkvoten för mörka och ljusa skikt endast för de prov som dispergerat över natten. Precis som i Figur 15 syns det tydligt att dessa parametrar följer varandra. Något högre

vattenkvoter och konflytgränser har uppnåtts i de mörka skikten jämfört med de ljusa.

(30)

20

Figur 15. Vattenkvot i förhållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt i prover.

Figur 16. Vattenkvot i förhållande till konflytgräns i ljusa och mörka skikt för de prover som dispergerades över natten.

(31)

21 4.6.2 Diskussion

Resultaten visar att vattenkvoten och konflytgränsen följer varandra, vilket

överensstämmer med studerad litteratur och referensvärden. Med ökad vattenkvot ökar även konflytgränsen och vice versa. En viss spridning i resultat syns men de lägsta värdena förekommer i ljusa skikt och de högsta i mörka skikt vilket var förväntat. Dock förväntades en större skillnad mellan ljusa och mörka skikt än vad resultatet visar.

4.7 Skillnader i vattenkvot, konflytgräns och lerhalt i prover med tydlig varvighet

Proverna som analyserades i studien var av varierande kvalitet gällande varvighet.

Därför valdes några prover som visade tydliga varv ut för att jämföras ytterligare. I dessa prov (Figur 18, 19, 20, 21) syns det tydligt att både konflytgräns och vattenkvot är högre i de mörka varven än i de ljusa varven. I prov 0318_kistagrenen_3,5m (Figur 18) är även lerhalten betydligt högre i det mörka varvet jämfört med det ljusa varvet. I de tre andra proverna är lerhalten betydligt lägre både i mörka och ljusa varv. Det är svårt att veta om lerhalten är korrekt eller ej då det har förekommit problematik med dispergeringen som tidigare beskrivits. Dispergeringsproblematiken var mest påtaglig för de mörka varven och på grund av detta är det rimligt att utgå från att lerhalten i verkligheten är högre framförallt i de mörka varven. Lerhalter på cirka 40% är inte onormalt och materialet klassificeras fortfarande som ren lera.

I Figur 17 är både vattenkvot och konflytgräns betydligt högre i de mörka varven än i de ljusa varven. Lerhalten på 38% i de mörka varven är troligen högre i

verkligheten. Med vetskapen om detta är resultatet i detta prov tydligt;

konflytgränsen, vattenkvoten och lerhalten är högre i mörka varv och lägre i ljusa varv. De olika varven skiljer sig således i sina egenskaper och skulle sannolikt bete sig olika, till exempel under en applicerad last. På samma sätt är detta tydligt i proverna i Figur 18, 20 och 21. Skillnaderna mellan varven som så tydligt syns i dessa fyra prover är inte alls lika framträdande i övriga prover som analyserats. Detta stärker tesen att leror med otydliga, tunna eller deformerade varv också har otydliga skillnader mellan varven med avseende på vattenkvot, konflytgräns och lerhalt.

(32)

22

Figur 17. Varig lera. Vattenkvot (WN), konflytgräns (WL) och lerhalt markerat för undersökta skikt. Provbeteckning längst ned i vänstra hörnet.

(33)

23

Figur 20. Varig lera. Vattenkvot (WN), konflytgräns (WL) och lerhalt markerat för undersökta skikt. Provbeteckning längst ned i vänstra hörnet.

(34)

24

4.8 Felkällor

Det finns många olika faktorer som kan påverka resultatet på analyserna och ge en stor spridning i resultat. Hantering av kolvprover är mycket viktigt då upptag av prov och transport kan utsätta provet för vibrationer som mekaniskt förändrar provets struktur. Andra potentiella felkällor är uttorkning av prov, oxidation av jorden

(framförallt tydligt i sulfidhaltiga jordar), förändringar i effektivitetsspänning när provet tas upp ur marken samt dålig eller sliten laborationsutrustning. Leror som har utsatts för vibrationer uppvisar en lägre skjuvhållfasthet och silt som har utsatts för

vibrationer uppvisar istället en högre skjuvhållfasthet. Detta är speciellt viktigt att ha i åtanke om en stor spridning skulle observeras i en serie av samma prov. I Bilaga 3 observerades det att passerad mängd för flera av proverna uppgår till mer än 100%, vilket inte kan vara praktiskt möjligt. Detta är ännu något som indikerar att något har gått fel under hydrometeranalyserna.

5 Rekommendationer för fortsatt arbete

• Det rekommenderas att i god tid vara ute med planering av provtagning samt att använda sig av prover med tydlig varvighet.

• Tunna varv kan vara mycket svåra att separera utan att få med material från ovan- och underliggande varv. Med detta i åtanke är det att föredra att ha gott om tuber med potentiellt provmaterial då många tuber kan innehålla varv som är för tunna för att separera från varandra.

• CRS-analys skulle vara ett intressant tillägg till studien och rekommenderas att utföras för enskilda varv som ytterligare en analys utöver vattenkvot, fallkonförsök och hydrometeranalys. CRS ger bland annat information om ett provs kompressionsegenskaper, som påverkas av vattenkvoten,

konflytgränsen och lerhalten.

• Fortsatta studier inom detta område i form av masterexamensarbete bedöms lämpa sig väl då mer än fem veckors laborationsarbete är att önska för att ha tid att analysera tillräckligt många prover för att ge studien grund.

• Noggrannhet i utförandet av laborationsanalyserna är av stor vikt och därför rekommenderas det att låta proverna dispergera under en längre tid samt att använda sig av en skakmaskin för att säkerställa att resultatet blir korrekt.

6 Slutsats

Överlag observerades inga större skillnader med avseende på vattenkvot,

konflytgräns och lerhalt mellan mörka och ljusa skikt för de flesta av lerorna. Det är rimligt att anta att detta delvis beror på att de olika skikten ofta var väldigt tunna eller hade en gradvis övergång till ovanliggande skikt vilket gjorde det mycket svårt att separera skikten från varandra. Förekomsten av brott eller deformation av varv i kolvproverna medförde också svårigheter när de olika skikten skulle urskiljas och separeras. Utifrån studiens resultat som presenteras i denna rapport dras följande slutsatser:

• Vattenkvot, konflytgräns kan variera mycket mellan olika varv.

• Vattenkvot och konflytgräns följer varandra i ett linjärt mönster.

• Mörka varv i varviga leror är svårare att dispergera än ljusa varv vilket indikerar högre lerhalt i mörka varv än i ljusa varv.

(35)

25

• Hur proverna som används i hydrometeranalysen dispergeras påverkar starkt resultatet i hydrometeranalysen.

Huruvida mesostrukturella variationer i leror påverkar resultatet av de geotekniska analyser som genomförs i näringslivet i dagsläget är efter denna studie svårt att säga och det behöver genomföras fler studier inom området för att avgöra det.

7 Tackord

Ett stort tack riktas till Lars Maersk Hansen som har varit min handledare på

Institutionen för geovetenskaper Uppsala Universitet för alla goda råd. Jag vill även tacka Sölve Hov på LabMind som har möjliggjort detta arbete för mig och för all handledning och alla goda idéer han bidragit med. Ett tack riktas även till ÅF som genomförde provtagningen i Österby och lät mig delta i fältarbetet. Slutligen vill jag tacka Ludvig Michaëlsson som har korrekturläst, kommit med goda idéer och råd och tålmodigt stöttat mig under arbetets gång.

(36)

26

8 Referenser

Axelsson, K. & Mattsson, H. (2016). Geoteknik. 1: a upp. Lund: Studentlitteratur.

Eriksson, L.G. (2016). Jordarternas indelning och bestämning. SGF rapport 1:2016.

Luleå: Svenska geotekniska föreningen.

Gandahl, R. (1952). Bestämning av kornstorlek med Hydrometer. Svenska väginstitutet.

Gembert, B. & Ericsson, B. (1996) Kvartärgeologi: Kompendium för grundkurs i geovetenskap, 3:e upp. Uppsala: Uppsala Universitet

Hov, S. & Holmén, M. (2018). SGF notat 1:2018 Konflytgränsen. Linköping: Svenska geotekniska föreningen.

Karlsson, R. (1975). Konsistensgränser. Stockholm: Statens institut för byggnadsforskning. (Förslag till geotekniska laboratorieanvisningar, del 6) Larsson, R. (1995). Jordmaterialet silt - geotekniska egenskaper och bestämning.

Linköping: Statens geotekniska institut.

Larsson, R. (2008). Information 1: Jords egenskaper. 5:e utgåvan. Linköping: Statens Geotekniska institut (SGI).

Pusch, R. (1974). Densitet, vattenhalt och portal. Stockholm: Statens Institut för byggnadsforskning. (Förslag till geotekniska laboratorieanvisningar, del 7) Stål, T. (1972). Kornfördelning. Stockholm: Statens Institut för byggnadsforskning.

(Förslag till geotekniska laboratorieanvisningar, del 4).

Internetkällor

Fredén, C., Samuelsson, L., Häger, K., Brusewitz, A., Cato, I., Fält, L. and Miller, U.

(1981). Tuveskredet Geologi. Rapport 11b. Linköping: Statens geotekniska institut.

Tillgänglig: www.swedgeo.se [2019-04-01]

SGU (2019a). Postglaciala finkorniga sediment. Tillgänglig: https://www.sgu.se [2019-03-10].

SGU (2019b). [Elektronisk]: Jordartskarta Stockholm skala 1:100 000. Uppsala.

Tillgänglig: http://apps.sgu.se/kartgenerator/maporder_sv.html [2019-03-18]

SGU (2019c). [Elektronisk]: Jordartskarta Österby skala 1:25 000. Uppsala.

SGU (2019d). [Elektronisk]: Jorddjupskarta Österby Skala 1:50 000. Uppsala.

Skogen. (2019). Postglacial lera, grålera, (äldre: åkerlera). Tillgänglig:

https://www.skogen.se [2019-03-10]

(37)

27

Bilagor

Bilaga 1 – Arbetsprokotokoll vattenkvot och konflytgräns

Bilaga 1 finns tillgänglig i ett separat dokument på www.diva-portal.org

(38)

28

Bilaga 2 – Foton på jordprover

Figur 21. Prov: 0403_österby_h1_5m och 0403_österby_h2_5m

(39)

29

Figur 22. Prov: 0402_österby_h3_5m och 0402_österby_h4_5m.

(40)

30

Figur 23. Prov: 0402_österby_h1_5-6m och 0402_österby_h2_5-6m

(41)

31

Figur 24. Prov: 0329_lovön_1_9m och 0329_lovön_2_9m

(42)

32

Figur 25. Prov: 0329_österby_1_5m och 0329_österby_2_5m

(43)

33

(44)

34

(45)

35

(46)

36

Figur 29. Prov: 0328_österby_h1_7m och 0328_österby_h2_7m.

(47)

37

(48)

38

Figur 31. Prov: 0318_kistagrenen_h1_3,5m och 0318_kistagrenen_h2_3,5m

(49)

39

Figur 32. Prov: 0320_spånga_h3_4-5m och 0320_spånga_h4_4-5m.

(50)

40

(51)

41

Figur 34. Prov: 0320_spånga_h3_4-5m och 0320_spånga_h4_4-5m

(52)

42

(53)

43

Bilaga 3 – Hydrometerprotokoll

Bilaga 3 finns tillgänglig i ett separat dokument på www.diva-portal.org

(54)

44

Bilaga 4 – Beteckningar till ekvationer

𝑚𝑚 = 𝑀𝑀𝐶𝐶𝑀𝑀𝑀𝑀𝐶𝐶, 𝑀𝑀

𝑚𝑚_𝑠𝑠 = 𝑀𝑀𝐶𝐶𝑀𝑀𝑀𝑀𝐶𝐶 𝑓𝑓𝐶𝐶𝑀𝑀𝑓𝑓 𝑓𝑓𝐶𝐶𝑀𝑀, 𝑀𝑀 𝑚𝑚𝑤𝑤 = 𝑀𝑀𝐶𝐶𝑀𝑀𝑀𝑀𝐶𝐶 𝑣𝑣𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓𝑣𝑣𝑣𝑣, 𝑀𝑀

𝑊𝑊_𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝐶𝐶𝑓𝑓𝑁𝑁𝑁𝑁𝐴𝐴𝑆𝑆𝑀𝑀 𝑣𝑣𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑓𝑓, % 𝑊𝑊_𝐿𝐿 = 𝐾𝐾𝑣𝑣𝑣𝑣𝑓𝑓𝐴𝐴𝐾𝐾𝑓𝑓𝑀𝑀𝑁𝑁ä𝑣𝑣𝑀𝑀, %

𝑊𝑊_𝑖𝑖 = 𝑉𝑉𝐶𝐶𝑓𝑓𝑓𝑓𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑓𝑓 𝑣𝑣𝑚𝑚𝑁𝑁ö𝑁𝑁𝑓𝑓 𝑚𝑚𝐶𝐶𝑓𝑓𝑣𝑣𝑁𝑁𝑆𝑆𝐶𝐶𝐴𝐴, % 𝑆𝑆 = 𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑆𝑆𝑣𝑣𝑓𝑓𝑁𝑁𝐾𝐾𝑘𝑘𝑣𝑣, 𝑘𝑘𝑚𝑚

𝑉𝑉 = 𝑉𝑉𝑣𝑣𝐴𝐴𝐾𝐾𝑚𝑚

𝑑𝑑 = 𝐾𝐾𝑣𝑣𝑁𝑁𝑣𝑣𝑑𝑑𝑆𝑆𝐶𝐶𝑚𝑚𝑣𝑣𝑓𝑓𝑣𝑣𝑁𝑁, 𝑘𝑘𝑚𝑚 𝑓𝑓 = 𝐹𝐹𝐶𝐶𝐴𝐴𝐴𝐴𝑓𝑓𝑆𝑆𝑑𝑑, 𝑀𝑀

ℎ = 𝐹𝐹𝐶𝐶𝐴𝐴𝐴𝐴ℎö𝑗𝑗𝑑𝑑, 𝑘𝑘𝑚𝑚

𝛾𝛾_𝑘𝑘 = 𝐾𝐾𝑣𝑣𝑁𝑁𝑣𝑣𝑑𝑑𝑣𝑣𝑣𝑣𝑀𝑀𝑆𝑆𝑓𝑓𝑣𝑣𝑓𝑓, 𝑀𝑀/𝑘𝑘𝑚𝑚³ 𝛾𝛾_𝑤𝑤 = 𝑉𝑉ä𝑓𝑓𝑀𝑀𝑣𝑣𝐶𝐶𝑣𝑣𝑀𝑀 𝑑𝑑𝑣𝑣𝑣𝑣𝑀𝑀𝑆𝑆𝑓𝑓𝑣𝑣𝑓𝑓 𝑀𝑀/𝑘𝑘𝑚𝑚³ 𝑀𝑀 = 𝐴𝐴𝑘𝑘𝑘𝑘𝑣𝑣𝐴𝐴𝑣𝑣𝑁𝑁𝐶𝐶𝑓𝑓𝑆𝑆𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣𝑣, 𝑘𝑘𝑚𝑚/𝑀𝑀² 𝜂𝜂 = 𝑣𝑣ä𝑓𝑓𝑀𝑀𝑣𝑣𝐶𝐶𝑣𝑣𝑀𝑀 𝑣𝑣𝑆𝑆𝑀𝑀𝑣𝑣𝑣𝑣𝑀𝑀𝑆𝑆𝑓𝑓𝑣𝑣𝑓𝑓 𝑀𝑀/𝑘𝑘𝑚𝑚𝑀𝑀

(55)

(56)