side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •inddeling i lag –geologiske...
TRANSCRIPT
![Page 1: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/2.jpg)
Side 2
Helle Foged Christensen
Project director, Geo
![Page 3: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/3.jpg)
• Inddeling i lag – geologiske beskrivelsesmetoder - vælg den rigtige til formålet
• Udtagning af prøver – intakte og sprækkede
• Styrkeprofil fra pointload og UCS forsøg
• Stivhedsparametre – hvordan bestiller man det rigtige forsøg ?
• ”Forbelastning” af kalk
• Opskalering ? - Fullcore (fuldkerne) triaxial forsøg
• Akustiske målinger i kalk – Emass, eksempel vsp-logging
• Opsummering
Kalk og kridt – geotekniske parametre
Side 3
![Page 4: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/4.jpg)
Definition:
Kalk (eller kalksten) = alle bjergarter domineret af mineralet Calcit (CaCO3)
Engelsk: Limestone
Kridt = finkornet, afsmittende og blød – og fra sen-kridt perioden
Engelsk: Chalk
Hvordan er det lige med kalk og kridt ?
Side 4
![Page 5: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/5.jpg)
Very weak to weak, low to medium density,
white CHALK, closed or clean, closely spaced
(low to medium density, CIRIA A3/A4)
32.00 - 32.80 m: very closely to closely spaced
32.30 m: 2mm marl seams
32.40 - 32.75 m: rich in burrows
32.75 - 32.80 m: dark grey flint layer
33.10 - 33.60 m: burrows
33.40 m: 30mm marl seams
Hvad vi modtager fra geologerne – og hvad vi ønsker
Side 5
Kalk type A
Kalk type B
Kalk type C
![Page 6: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/6.jpg)
• Hærdningsgrads skala (H1 til H5)
• CIRIA – hårdhed, sprækkemønstre og sprækkeafstand
• GSI – Geological strength index
• Mfl.
Beskrivelsesmetoder – fordele og ulemper
Side 6
Metode Fordele Ulemper
H1-H5 Simpel, kan plottes Overflademåling, ej sprækker
Korrelation til styrke/stivhed
CIRIA Til tunnel design
Sprækker medtaget
Ikke velegnet til plot
Ikke klar korrelation til styrke/stivhed
GSI Simpel, kan plottes
Sprækker medtaget
Duer ikke til bløde kalktyper H1-H2
Korrelation til styrke/stivhed
![Page 7: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/7.jpg)
• H1 = kan opfattes som silt, testes som jord (CAU)
• CIRIA Dm kalk (”grus og tandpasta kalk”) = domineret af grus korn, kan opfattes som grus
• H2 og derover = fjeld, testes med fjeldforsøg
Pragmatisk inddeling af kalk/kridt, eksempler
Side 7
![Page 8: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/8.jpg)
• Rene H1 prøver (uden grus) er sjældne og opfører sig som silt
• CIRIA = grade Dm ”tandpasta og grus”
• Kalkslam langs prøven (virker pænere på kernefoto end de er)
• Kan ofte IKKE tildannes til mindre diameter (udboring)
Udtagning af prøver – H1/Dm
Side 8
![Page 9: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/9.jpg)
• Forsøgsprogram – nok materiale ?
• Prøvelængde ? – udkerning til mindre diameter
• Mix af hårdheder
Udtagning af prøver – H2-H5
Side 9
![Page 10: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/10.jpg)
Eksempel – parametre som beskriver et kalk profil
Side 10
• Trykstyrke (simpel enakset)
• Stivhed (E-modul)
• Poisson’s forhold
• Porøsitet/Hårdhed/rumvægt
Samt:
• Trækstyrke
• Trykstyrke (som funkt. af spænding)
• Forskydningsstyrke
• Cykliske egenskaber
![Page 11: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/11.jpg)
• Point load kræver bare et håndstykke (repræsentativ !) >= H2, billigt indeks forsøg
• UCS forsøg (en-akset trykforsøg) kræver 10 cm intakt materiale – svært at finde
• Brug 5-10 Point load målinger per trykforsøg
• HUSK ! At bestille rumvægt til point load målingerne
Den simple måde - Brug af Point load til styrkeprofil
Side 11
Trykstyrke = Is(50) x N
Hvor N findes fra UCS trykforsøg
![Page 12: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/12.jpg)
Resultat af Point load forsøg - eksempel
Side 12
Husk rumvægt !
![Page 13: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/13.jpg)
Resultat af UCS forsøg - eksempel
Side 13
Plot UCS og find N
![Page 14: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/14.jpg)
Styrkeprofil – eksempel udfra PL og UCS
Side 14
Brug N til at lave styrkeprofil med PL
per boring
![Page 15: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/15.jpg)
Stivhedsparametre – hvordan bestilles de ?
Side 15
1. Trykstyrke
ej stivhedsparametre2. Trykstyrke og E-modul 3. Trykstyrke og E-modul
Poisson’s forhold
(rumvægt, vandindhold, hårdhed inkluderet i alle tre forsøg)
![Page 16: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/16.jpg)
Stivhed som funktion af rumvægt og hårdhed
Side 16
![Page 17: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/17.jpg)
• H1 – som for jord
• Dm kalk – som for grus
• H2 og højere – styret af kornskelettet
Styret af diagenese, opløsning, udfældning
= ej nødvendigvis spændingshistorie
Pore collapse = sammenbrud af kornskelet
”Forbelastning” af kalk
Side 17
![Page 18: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/18.jpg)
Forbelastning af kalk – design af forsøg
Side 18
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0 5 10 15 20
Str
ain
[%
]
Axial stress [MPa]
Lukning af mikro sprækker
= eliminer prøveforstyrrelse
Valg af ”forbelastning” ??
• In-situ spænding
• Isbelastning 1200-2400 kPa
Bør være > prøveforstyrrelse
![Page 19: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/19.jpg)
Opskalering ??
Side 19
??
H1-H5 uden sprækker
![Page 20: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/20.jpg)
Metoder til opskalering ?
Side 20
1. Sammensæt styrke og stivhed med ”rocklab” programmet
2. Lab forsøg på sprækket materiale
3. Kombiner med feltmålinger (VSP, Facelog, SPT, CPT mm)
eller kombiner 1, 2 og 3 ??
![Page 21: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Fuldkerne forsøg – 10 cm diameter, højde 20 cm
• Kræver kun endeskæring
• Kan håndtere stærkt opsprækkede prøver
• Boringsinducerede sprækker ?
![Page 22: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Friktionsvinkel og kohæsion ?
Kræver 2 ”ens” prøver !
![Page 23: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/23.jpg)
23
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
-500 500 1500 2500 3500 4500 5500
Verti
cal
str
ain
e(%
)
s'1 - s'3 (kPa)
Eller:
Multipelt brudforsøg
Friktionsvinkel og kohæsion ?
![Page 24: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Eksempel: Akustiske målinger til opskalering via VSP logs
Lab forsøg kan kombineres med vs og vp måling
Parametre fra lab forsøg:
• Trykstyrke
• E-modul (mekanisk målt)
• Poisson’s forhold
• Vp (trykbølge hastighed)
• Vs (skærebølgehastighed)
E-modul (akustisk)
Poisson’s forhold (akustisk)
G-modul (akustisk)
![Page 25: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Design af UCS forsøg til opskalering :
Forbedring af korrelation mellem lyd og mekanik:
• Sammenlign med lokale (SG) målinger
• Sammenlign på genbelastningsgren
Husk: lydmålinger er ”small scale” = små tøjninger
![Page 26: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Forhold mellem mekanisk og akustisk målt stivhed Stivhedsprofil fra VSP log
Emass
![Page 27: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/27.jpg)
• Geologiske beskrivelsesmetoder er ofte ikke specielt hjælpsomme geoteknisk set
• H1-H5 dækker spændet fra ”jord” til ”fjeld” – brug pragmatisk opdeling
• Rumvægt (porøsitet) ofte en nøgleparameter
• Udfordrende at komme fra lab til in-situ styrker og stivheder
• Lydhastighedsmålinger giver muligheder for at bestemme Emass kombineret med VSP
27
Konklusioner
![Page 28: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/28.jpg)
Side 28
![Page 29: Side 2 - danskgeotekniskforening.dk 5. 2015/2... · •Inddeling i lag –geologiske beskrivelsesmetoder -vælg den rigtige til formålet •Udtagning af prøver –intakte og sprækkede](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022020217/5d1badf888c993d66e8b6915/html5/thumbnails/29.jpg)
Side 29