Hienorakeisen maan indeksi- ja painumaominaisuuksien tilastollista tarkastelua
Aro, Valtteri (2020)
2020
Rakennustekniikan kandidaattiohjelma - Degree Programme in Civil Engineering, BSc (Tech)
Rakennetun ympäristön tiedekunta - Faculty of Built Environment
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2020-06-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005155359
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202005155359
Tiivistelmä
Hienorakeinen maaperä on rakennusteknisiltä ominaisuuksiltaan hyvin vaihtelevaa ja epähomogeenistä ainesta. Tästä huolimatta hienorakeiselle maalle voidaan kuitenkin esimerkiksi tilastollisen tutkimuksen kautta löytää erilaisia lainalaisuuksia eri geoteknisten ominaisuuksien välille. Tunnettuja korrelaatiosuhteita voidaan hyödyntää käytännön suunnittelutyössä ja maan ominaisuuksien sekä käyttäytymisen arvioinnissa.
Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli tutkia Tampereen yliopiston Maa-, pohja- ja ratarakenteiden laboratorion laboratoriotesteistä koostetun tietokannan pohjalta hienorakeisen maan geoteknisiä korrelaatiosuhteita. Tietokannassa on yli 3 500 erillistä laboratoriokoetulosta, jotka on tehty vuosina 2009−2017. Koetuloksia on koko Suomen alueelta, mutta eniten näytteitä on otettu Etelä-Suomesta ja Pohjanmaan savikkoalueilta. Valtaosa näytteistä on otettu alle 10 metrin syvyydeltä.
Tutkimusaineistossa keskityttiin tietokannan ödometri- ja kartiokoetuloksiin. Ödometrikokeista suurin osa on CRS-koelaitteistolla tehtyjä jatkuvapuristeisia kokeita. Näytteiden vesipitoisuudet ja tilavuuspainot on saatu ödometrikokeen indeksimäärityksistä. Häiriintyneeksi merkityt näytteet hylättiin aineistosta, eikä alle kahdesta metristä otettuja ödometrinäytteitä ole hyödynnetty kuivakuorinäytteiden eliminoimiseksi. Tutkimusaineisto koostuukin pääasiassa normaali-konsolidoituneista ja kuivakuoren alapuolisista hienorakeisista maanäytteistä.
Korrelaatiosuhteista tutkittiin tilavuuspainon ja vesipitoisuuden välistä korrelaatiota, Janbun tangenttimoduulimenetelmän moduuliluvun ja vesipitoisuuden välistä suhdetta sekä suljetun leikkauslujuuden ja esikonsolidaatiojännityksen korrelaatiota. Tutkimusaineiston tilavuuspaino-vesipitoisuuskorrelaatioille määritettiin logaritmiset sovitekäyrät. Tutkimusaineisto oli tulosten perusteella pääasiassa lähes tai täysin kyllästynyttä, mikä on tyypillistä suomalaisille hienorakeisille maille. Janbun vuonna 1998 määrittämä moduuliluvun ja vesipitoisuuden korrelaatio pienen jännityseksponentin näytteille päti myös tutkimusaineiston näytteisiin. Suljettu leikkauslujuus-esikonsolidaatiojännityskorrelaatiolle saatiin määritettyä lineaarinen sovitesuora. Suljetun leikkauslujuuden ja esikonsolidaatiojännityksen välinen suhde oli niin ikään tunnettujen korrelaatioiden mukainen.
Tämän kandidaatintyön tavoitteena oli tutkia Tampereen yliopiston Maa-, pohja- ja ratarakenteiden laboratorion laboratoriotesteistä koostetun tietokannan pohjalta hienorakeisen maan geoteknisiä korrelaatiosuhteita. Tietokannassa on yli 3 500 erillistä laboratoriokoetulosta, jotka on tehty vuosina 2009−2017. Koetuloksia on koko Suomen alueelta, mutta eniten näytteitä on otettu Etelä-Suomesta ja Pohjanmaan savikkoalueilta. Valtaosa näytteistä on otettu alle 10 metrin syvyydeltä.
Tutkimusaineistossa keskityttiin tietokannan ödometri- ja kartiokoetuloksiin. Ödometrikokeista suurin osa on CRS-koelaitteistolla tehtyjä jatkuvapuristeisia kokeita. Näytteiden vesipitoisuudet ja tilavuuspainot on saatu ödometrikokeen indeksimäärityksistä. Häiriintyneeksi merkityt näytteet hylättiin aineistosta, eikä alle kahdesta metristä otettuja ödometrinäytteitä ole hyödynnetty kuivakuorinäytteiden eliminoimiseksi. Tutkimusaineisto koostuukin pääasiassa normaali-konsolidoituneista ja kuivakuoren alapuolisista hienorakeisista maanäytteistä.
Korrelaatiosuhteista tutkittiin tilavuuspainon ja vesipitoisuuden välistä korrelaatiota, Janbun tangenttimoduulimenetelmän moduuliluvun ja vesipitoisuuden välistä suhdetta sekä suljetun leikkauslujuuden ja esikonsolidaatiojännityksen korrelaatiota. Tutkimusaineiston tilavuuspaino-vesipitoisuuskorrelaatioille määritettiin logaritmiset sovitekäyrät. Tutkimusaineisto oli tulosten perusteella pääasiassa lähes tai täysin kyllästynyttä, mikä on tyypillistä suomalaisille hienorakeisille maille. Janbun vuonna 1998 määrittämä moduuliluvun ja vesipitoisuuden korrelaatio pienen jännityseksponentin näytteille päti myös tutkimusaineiston näytteisiin. Suljettu leikkauslujuus-esikonsolidaatiojännityskorrelaatiolle saatiin määritettyä lineaarinen sovitesuora. Suljetun leikkauslujuuden ja esikonsolidaatiojännityksen välinen suhde oli niin ikään tunnettujen korrelaatioiden mukainen.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8253]