Kraftspel och deformationer i gravar beroende av tidpunkt för
gravsättning
Denna rapport behandlar krafterna och påkänningarna från jorden i en grav beroende av tiden för gravsättning. I rapporten behandlas deformationerna och vad som åstadkommer dem samt hur de kan kompenseras. Rapporten börjar med att gå på djupet med jordens beståndsdelar luft, vatten och jordpartiklar. Dessa har en betydande roll i hur jorden beter sig. Om jorden är nästan vattenmättad före packning kan den anta flytande form och bli svårhanterlig. I grövre jord med större korn uppstår inte samma problem med vattnet eftersom den kan dräneras bort och friktionen mellan kornen kan bibehållas. Processen då finkornig jord sakta dräneras kallas för konsolidering. När jord fryser blir den inte möjlig att packa effektivt. Eftersom vattnet är i fast fas kan den inte trängas undan av belastningen från packningsmaskinen och därför blir den inte packad. Däremot kommer vatten att omfördelas när den fryser och tinar. Under frysförloppet kommer vattnet att sugas till islinser allteftersom jorden fryser. Jorden som varit frusen tycks ha lättare att dräneras, till skillnad från om den aldrig varit frusen och därmed var homogent fördelad. När jorden dräneras sker sättningar i framförallt löst packad finkornig jord. Hastigheten för hur jord fryser beror av fyra faktorer, vatteninnehåll, temperaturen, jordens värmelagrings- och ledningsförmåga. Alla dessa faktorer måste bestämmas innan en simulering eller kalkylering kan utföras för tjäldjupet. Ett enkelt sätt att räkna ut tjäldjupet är med hjälp av Stefans lösning. Den tar inte hänsyn till jordens temperatur under tjälgränsen och vidare försummas värmekapaciteten för fryst respektive ofryst jord, vilket ger en överskattning av tjäldjupet. Utifrån simuleringar i GEO-SLOPE:s modul TEMP/W kunde tjäldjupet bestämmas med bättre precision än med enkel formellösningar. Resultatet i simuleringarna är i hög grad beroende av indatan, som till exempel månadsmedeltemperaturen och jordparametrarna. Ingen hänsyn har tagits till solstrålning, snötäcke eller nederbörd. Boden och Göteborgs tjäldjup varierar beroende på material. I grus var den 2,6 m, siltiglera 2,1 m samt för sand och lera 1,9 m i Boden. I Göteborg var tjäldjupen betydligt mindre med 0,6 m för grus, 0,55 m för siltiglera och 0,45 m för sand och lera. Att exakt bestämma sättningen för lös jord när den har fryst och tinat är något som inte går att uppskatta med noggrannhet. En fryst jord som packas i en 2 m djup grav. Komprimeras under en vintergravsättning minst 3-4 % när den tinar, vilket innebär 5-10 cm sättning. Sättningarna blir beroende av belastning vid upptiningstillfället. För löst packad jord måste överhöjningen bestämmas erfarenhetsmässigt. I en grav ökar inte trycket linjärt utan exponentiellt med djupet, eftersom kanterna ger upphov till friktionskrafter. Detta kan beskrivas med siloteori. Friktionen medför valvliknande förhållanden som håller jorden uppe. Friktionsvinkeln har bestämts med hjälp av direkta skjuvförsök på jord från Bodens skogskyrkogård. Med hjälp av dessa samt siloteori kunde trycket i en grav beräknas. Trycket i en grav blir genom att använda denna teori, en exponentiell ökning med djupet. Hållfastheten för kistans lock överskrids inte. Övriga delar av kistan saknas information beträffande hållfastheten så här har ingen bedömning kunnat göras.