Pehmeiden suomalaisten savien plastinen anisotropia ja rakenteen vaikutus

Mirva Koskinen

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Väestön keskittyminen rannikon kasvukeskuksiin aiheuttaa tarvetta rakentaa uusille alueille, joilla maaperä on pehmeää. Tämän vuoksi geoteknisessä sunnittelussa tarvitaan työkaluja, joilla voidaan ennustaa rakentamisen aiheuttamia muodonmuutoksia maaperässä. Pehmeiden savien mallintamiseen on kehitetty materiaalimallit S-CLAY1, jonka avulla voidaan kuvata saven rakenteen anisotrooppisuuden vaikutusta muodonmuutoksiin, sekä S-CLAY1S, joka huomioi lisäksi savipartikkelien välisten sidosten vaikutuksen muodonmuutoksiin. Tämän työn tarkoituksena oli laatia ja suorittaa laaja geotekninen laboratoriokoesarja, jolla em. materiaalimallien oikeellisuutta voitiin tarkistaa. Koemateriaaleiksi laboratoriokokeisiin valittiin neljä tyypillistä pehmeää savea eri puolilta Suomea. Savet olivat Otaniemen ja Vanttilan savet Espoosta, POKO:n savi Porvoon-Koskenkylän moottoritien varrelta ja Murron savi Seinäjoelta. Nämä savet ovat kohtalaisesti sensitiivisiä tai hyvin sensitiivisiä, mikä osoittaa niissä olevan kohtalaisesti tai runsaasti savipartikkeleiden välisiä sidoksia luonnontilassa. Koesarja käsitti kymmeniä kolmiaksiaalikokeita sekä luonnontilaisille että rakennetuille näytteille. Rakennettuja näytteitä koestamalla voidaan tutkia saven anisotropiaa ilman partikkelien välisten sidosten vaikutusta. Luonnontilassa kuitenkin savien rakenne on sekä anisotrooppinen että sitoutunut. Kolmiaksiaalikokeet olivat konsolidointikokeita eri jännityssuhteilla sekä suljettuja ja avoimia leikkauskokeita. Lisäksi tehtin ödometrikokeita sekä luokituskokeita. Työssä laskettiin myös Murron koepenkereen käyttäytymistä. Koetuloksista määritettiin parametrit S-CLAY1- ja S-CLAY1S- materiaalimalleja varten, ja koetulokset simuloitiin jännityspistetasolla ko. malleilla. Simuloinneista nähtiin, että anisotropian huomioiminen parantaa huomattavasti mallinnuksen tarkkuutta verrattuna isotrooppiseen materiaalimalliin rakennetuilla näytteillä. Tietyillä parametrivalinnoilla anisotrooppisella S-CLAY1-mallilla voitiin ennustaa myös luonnontilaisen saven muodonmuutoksia, joskin S-CLAY1S-mallin erityisen sidosten tuhoutumiseen liittyvän lujittumislain käyttäminen paransi tuloksia entisestään. Myös Murron koepenkereen käyttäytymistä voitiin mallintaa realistisesti S-CLAY1S-mallilla verrattuna painuma- ja sivusiirtymähavaintoihin. S-CLAY1- ja S-CLAY1S –mallit eivät ota huomioon aikavaikutusta eivätkä kimmoisten muodonmuutosten anisotropiaa, mutta tästä kehitystarpeesta huolimatta malleja voidaan pitää lupaavina tulevaisuuden apuvälineinä geoteknisessä suunnittelussa. Mallit ovat myös oiva pohja materiaalimallien kehittelyssä.
    Julkaisun otsikon käännösPehmeiden suomalaisten savien plastinen anisotropia ja rakenteen vaikutus
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Korkiala-Tanttu, Leena, Valvoja
    • Karstunen, Minna, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-5928-0
    Sähköinen ISBN978-952-60-5929-7
    TilaJulkaistu - 2014
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • pehmeä savi
    • anisotropia
    • destrukturaatio

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Pehmeiden suomalaisten savien plastinen anisotropia ja rakenteen vaikutus'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

  • Siteeraa tätä