Tilbake til søkeresultatene

STIPINST-Stipendiatstillinger i instituttsektoren

Stipendiatstillinger til NGI (2016-2022)

Tildelt: kr 7,0 mill.

Stipend 1: Kvikkleireskred er ofte store, kan skje uten forvarsel og få katastrofale konsekvenser. Den fysiske prosessen med svikt i kvikkleiremateriale er ikke fullt ut forstått, og vi møter problemer når vi gjennomfører numeriske analyser. En sviktsone (skjærbånd) dannes når kvikkleire svikter. Tykkelsen på dette skjærbåndet bestemmer kvikkleirens respons på ekstern belastning. Problemet med numeriske analyser er at skjærbåndtykkelsen blir for tynn, og derfor gir analysene urealistiske resultater. Målet med denne delen av prosjektet var å utforske hvordan to naturlig forekommende prosesser i kvikkleire, nemlig hastighetsavhengighet og porevannstrøm, påvirket tykkelsen på skjærbåndet i en numerisk analyse. Hypotesen var at når disse prosessene blir gjort rede for, at skjærbåndet ikke vil tynnes ut. Prosjektet utforsket temaet ovenfor ved å lage et nytt verktøy (en jordmodell) som er i stand til å reprodusere hastighetsavhengighet og porevannstrøm for kvikkleire. Jordmodellen ble brukt deretter til å analysere en rekke tilfeller: fra endimensjonal skjæring til todimensjonale bæreevneproblemer. Resultatene viser at prosessene med hastighetsavhengighet og porevannstrøm forsinket begynnelsen av numeriske problemer og at metoden var derfor tilstrekkelig for å beregne bruddlaster. Arbeidet indikerer også at for store beregningsproblemer (som skråningsstabilitet) at skjærbåndtykkelsen skal være i meterskalaen. Stipend 2: Initiell mikrostruktur og mikroskopisk spenning-tøyningsrespons til en uforstyrret sand har blitt undersøkt i denne forskningen. Den fluviale sanden ble hentet fra et godt karakterisert geoteknisk forsøksfelt, Øysand, like sør for Trondheim. Tidlig i prosjektet ble det gjort en innsats for å få opp prøver ved hjelp av stempelteknikker, men uten mye suksess. Derfor ble jordfrysing som prøvetakingsteknikk vurdert som et alternativ til de tradisjonelle metodene. Løsmassene fra Øysand ble så undersøkt gjennom en rekke frysing- og tiningsforsøk i laboratoriet, og konklusjonen er at prøvetaking ved hjelp av jordfrysing er et alternativ til prøvetaking av uforstyrret sand, men ikke for silt. Jordfrysing for prøvetaking ble deretter gjennomført i felt og flere meter med frossen jord ble tatt opp. Ved hjelp av mikro CT-skanning og bildeanalyse ble frosne prøver deretter brukt til å undersøke mikrostruktur i den uforstyrrede sanden. Den initielle mikrostrukturen i jorda ble sammenlignet med mikrostruktur fra fire forskjellige metoder som brukes for å bygge inn sandprøver i laboratoriet: tørr avsetning, fuktig komprimering, vannskje og slurryavsetning. Ytterligere frosne prøver ble nøye håndtert, tint og testet ved statiske triaksialforsøk, med både drenerte og udrenerte betingelser. Den statiske oppførselen til uforstyrret sand ble sammenlignet med testresultater av prøver rekonstituert til identisk poretall og nøyaktig samme opprinnelige sand. De eksperimentelle resultatene indikerer at hverken den opprinnelige mikrostrukturen eller spenning-tøynings responsen til fluvial sand kan reproduseres nøyaktig i laboratoriet. Men fra de fire rekonstitueringsmetodene som ble brukt, gav slurryavsetningsmetoden de beste resultatene, både når det gjelder initiell mikrostruktur og spenning-tøyningsrespons, mens fuktig komprimering gav de største forskjellene. Generelt fremhever denne studien betydningen av initiell mikrostruktur på mikro -og makrooppførsel til granulære materialer og implikasjoner for geoteknisk forskning og praksis.

Den ene delen av dette prosjektet har vist at for ingeniørmessige problemer i stor skala, styrer skjærbåndet i meterskala bruddbelastningen, i stedet for på partikkelskala (mikrometer); praktiserende ingeniører kan fortsette å bruke finite element-metoden. Prosjektet har også fremhevet viktigheten av startbetingelser for analyser som inneholder tøyningsmykningsmaterialer: dette området krever videre forskning. I den andre delen er det utviklet prosedyrer, metoder og utstyr for å håndtere jordfrysing, uforstyrret prøvetaking av sand, laboratorierekonstitusjonsteknikker og bildeanalyse. Funnene av forskningen hadde en stor betydning for testing og analyser av mekanisk oppførsel og flytendegjøring av fluvial-, offshore- og avgangssand for å fullt ut forstå konsekvensene knyttet til bruk av rekonstituerte prøver i laboratoriet. Etter gjennomføring av prosjektet har NGI utført laboratorietesting etter metoder utviklet under doktorgraden i nye forsknings- og kommersielle prosjekter.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

STIPINST-Stipendiatstillinger i instituttsektoren

Finansieringskilder