Elin Bergliv

Storskalig skjuvapparat

Det är vanligt att använda grovkorniga material till stora infrastrukturanläggningar som bankar till vägar och järnvägar, samt i dammar i vattenkrafts- och gruvindustrin. Till exempel för höghastighetsjärnvägar är sättningskraven mycket strikta av säkerhetsskäl. Då krävs att de mekaniska egenskaperna hos ett grovkornigt material är kända, om det ska användas som bankmaterial. Även för andra typer av storskaliga konstruktioner, behövs att hållfasthets- och deformationsparametrar är kända då avancerade numeriska modeller allt oftare används för dimensionering. Högkvalitativa indata krävs för att får ett användbart resultat.

För att utreda de mekaniska egenskaperna hos ett grovkornigt material behövs storskalig laboratorieutrustning. Den storskaliga skjuvapparaten är en skjuvapparat av typer direkt simpel skjuvning som kan testa material med kornstorlek upp till 200 mm.

Krossmaterial i dammar – Inre erosion av krossat filtermaterial vid naturliga spänningar

Inre erosion kan definieras som migration av jordpartiklar med vattenflöde. Det är ett viktigt ämne för jordkonstruktioner där vatten flödar genom konstruktionen, till exempel vattenkraftsdammar eller gruvavfallsdammar. Vid nykonstruktion av dammar i Sverige tillåts inte att använda naturligt förekommande morän till förmån för krossade jordmaterial. Ett krossat material har kantiga korn. Suffusionstester har visat att material med kantigare korn kan öka moståndskraften mot inre erosion. Kantigare korn är däremot mer benägna att krossat/nedbrytas jämfört med de mer rundade kornen hos morän. Nedbrytning av kornen förändrar dess form och kornstorleksfördelningen hos materialet, vilket i sin tur kan förändra permeabilitet, porositet, finmaterialshalt, etc hos materialet. Dessa förändringar kan minska den inre stabiliteten.

Vid ett djup i en damm förekommer spänningar orsakade av materialets egenvikt kombinerat med vattenflöde. Det har blivit mer vanligt de senaste åren att utföra suffusionstester under spänningstillstånd liknande de som förekommer i en damm/fält. Att använda isotropa spänningar har visat sig öka den inre stabiliteten. Vid högre spänningstillstånd ökar risken för kornnedbrytning/krossning. Detta projekt kommer att genomföra suffusionstester av krossade filtermaterial utsatta för isotropa spänningstillstånd. Kornnedbrytningen kommer att undersökas under suffusion och provmaterialet kommer att siktas efter test. Målet är att utreda om kornnedbrytningen orsakad av de förekommande spänningarna i en damm är nog stor att påverka den inre stabiliteten hos dammen.