National Transport Library Research Database

Studier i lera – hur mikrostrukturella processer påverkar känsligheten för förlust av stabilitet (A peek into clay – how microstructural processes impact the susceptibility to loss of stability)

  • Dijkstra, Jelke
  • Chalmers tekniska högskola AB, Universitet eller högskola, 556479-5598
Sponsors, duration, budget: Trafikverket ; 2023-03-15 -- 2025-07-31 Registration number:
  • Trafikverket 2023/29710
Subject(s): Abstract: Alla kvickleror runt om i Sverige har inte bildats under jämförbara geologiska förhållanden. Även om de alla omvandlas från fast till flytande form vid en hydromekanisk störning, anses det fysikalisk-kemiska beteende som leder till detta beteende i teknisk skala vara olika och kopplat till den komplexa 3D-mikrostrukturen. Skillnader i mikrostruktur leder till skillnader i sensitivitet. Vi måste förstå hur denna mikrostruktur påverkas av klimatförändringar (nederbörd och frysning/smältning) för att kunna bedöma hur känsliga kvickleror från olika geologiska ursprung är för förlust i stabilitet. Fram till nyligen utförda arbeten vid Chalmers har vi dock aldrig kunnat visualisera mikrostrukturen i kvickleror i naturligt (våt) tillstånd. I detta projekt kommer vi att utnyttja den senaste utvecklingen inom materialvetenskap för att kvantifiera sammansättning, mikrostruktur och fysikalisk-kemiska egenskaper hos sensitiva svenska marina leror från Västernorrland och Västra Götaland. Det slutliga målet är att koppla samman grundläggande skillnader i mikroskala, som beror på skillnader i geologisk genesis, med känsligheten för kollaps och brott vid förändrade miljöbelastningar i teknisk skala. I praktiska termer för Trafikverket innebär detta att projektet, när det lyckas, kommer att möjliggöra en förhandsgranskning av potentiella risker på systemnivå, baserat på geologiska och geotekniska data.Abstract: Not all quick clays around Sweden are formed under comparable geological conditions. Although they all transform from solid to liquid upon a hydro-mechanical disturbance, the physico-chemical behaviour leading to this behaviour at engineering scale is thought to be different and linked to the complex 3D microstructure. Differences in microstructure will lead to differences in sensitivity. We need to understand how this microstructure is affected by climate change (precipitation and freeze/thaw), in order to assess the susceptibility to loss of stability in quick clays from different geological origins. Yet, until very recent work at Chalmers, we have never been able to directly image the microstructure in quick clays in their natural state. In this project we will exploit the latest developments in materials science for the quantification of composition, micro-structure and physico-chemical properties of highly sensitive Swedish marine clays from Västernorrland and Västra Götaland. The ultimate aim is to link fundamental differences at micro-scale originating from differences in geological genesis to the susceptibility to collapse and failure under changing environmental loads at engineering scale. In practical terms for Trafikverket the latter implies that the project, when successful, will enable pre-screening of potential risks at system level, based on geological and geotechnical data.
Item type: