Heiti verkefnis : 

Stífni- og sveiflueiginleikar jarðvegs með tilliti til mannvirkjagerðar

Verkefnastjóri : 

Elín Ásta Ólafsdóttir

Stutt lýsing á verkefninu:

Upplýsingar um eiginleika jarðvegs og manngerðra jarðvegsfyllinga eru mikilvægar við hönnun mannvirkja. Íslensk setlög eru jarðfræðilega ung og frábrugðin þeim sem finna má í nágrannalöndum. Upplýsingar um jarðtæknilega eiginleika þeirra verða því ekki sóttar í erlendar rannsóknaniðurstöður heldur þarf að afla þeirra með staðbundnum mælingum og rannsóknum. Jarðefni sem notuð eru við mannvirkjagerð eru af sömu ástæðum sérstök og þekkingu á eiginleikum fyllinga, jarðvegsgarða og burðarlaga þarf því einnig að afla með innlendum rannsóknum.

Við Háskóla Íslands hefur á undanförnum árum verið byggð upp reynsla við að beita yfirborðsbylgjumælingum til ákvörðunar á stífnieiginleikum jarðvegs. Frá árinu 2013 hafa aktífar MASW mælingar verið framkvæmdar á um 30 náttúrulegum stöðum, auk þess sem aðferðinni hefur verið beitt á jarðstíflur og þjappaðar fyllingar með góðum árangri. Aðferðin er fljótvirk og ódýr samanborið við aðrar mæliaðferðir. Enn fremur er verklagið umhverfisvænt þar sem ekki þarf fara með þungar vinnuvélar eða hrófla við jarðvegi þar sem mælt er. Sumarið 2020 hófst vinna við að víkka út MASW aðferðafræðina með því að beita passífum yfirborðsbylgjumælingum í fyrsta sinn hér á landi. Með samþættingu aktífra og passífra mælinga má meta stífnieiginleika jarðvegs niður á allt að 100–200 m dýpi, auk þess sem auknar upplýsingar fást m.a. um þykkt undirliggjandi setlaga og breytileika í jarðlagasniði. Verkefnið sem hér er sótt um styrk til gengur út á að þróa aðferðina áfram, mæla á nýjum stöðum og útvíkka tæknina til að greina betur sveiflueiginleika jarðvegs og önnur einkenni sem nýtist við ákvörðun á staðbundnu jarðskjálftaálagi. Þá verður áhersla lögð á að bera niðurstöður MASW mælinga saman við aðrar mæliaðferðir sem notaðar eru hérlendis og kanna tengsl mældra gilda á skúfstuðli og annarra jarðtæknistika. Samhliða er ætlunin að byggja upp opinn gagnagrunn þar sem hægt verður að nálgast jarðtæknilegar upplýsingar og bera saman mæld gildi frá mismunandi stöðum.

Tilgangur og markmið:

Tilgangur og markmið verkefnisins eru:

• Að halda áfram að þróa og beita aktífum og passífum MASW mælingum til þess að ákvarða stífni setlaga/jarðvegsfyllinga og byggja upp aukna fagþekkingu á sviðinu. Í þessu felst áframhaldandi þróun á opnum (open-source) hugbúnaði, sem gerður er aðgengilegur á heimasíðu verkefnisins masw.hi.is.
• Að þróa aðferðafræði fyrir samþætta greiningu MASW og HVSR mæligagna með það að markmiði að (i) ákvarða skúfbylgjuhraða/skúfstuðul þykkra setlaga (>15-30 m) með aukinni nákvæmni, (ii) meta breytileika í jarðlagasniði yfir stærra svæði og (iii) fá auknar upplýsingar um lagskiptingar og meta dýpi niður á fast og/eða dýpi niður á stíf jarðlög.
• Að bera niðurstöður MASW mælinga saman við aðrar mæliaðferðir sem notaðar eru í verkefnum Vegagerðarinnar, sér í lagi CPT prófanir (Cone Penetration Test).
• Að aðlaga reynslulíkingar, sem tengja saman skúfstuðul og niðurstöður CPT prófana og þróaðar hafa verið fyrir erlendar aðstæður, að eiginleikum íslenskra jarðefna. Slíkar reynslulíkingar nýtast m.a. til þess að meta stífnieiginleika jarðvegs á stöðum þar sem CPT próf hafa verið framkvæmd en skúfstuðull hefur ekki verið mældur með beinum hætti.
• Að nýta niðurstöður MASW og HVSR mælinga til að framkvæma staðbundnar greiningar á sveiflueiginleikum jarðsniða með tilliti til jarðskjálftaáhrifa (seismic site characterization). Markmiðið er að nýta niðurstöðurnar fyrir næstu kynslóð jarðskjálftastaðla (Eurocode 8, EC8) þar sem ríkari áhersla er lögð á staðbundin jarðskjálftaáhrif en gert er í núgildandi stöðlum.
• Að byggja upp opinn gagnagrunn þar sem niðurstöður MASW mælinga verða gerðar aðgengilegar fyrir hönnuði, rannsakendur og aðra, og mögulegt verður að bera saman niðurstöður frá mismunandi stöðum. Slíkur samanburður jarðtæknilegra eiginleika á milli staða er grundvallaratriði í hagnýtri jarðtækni.