Statistisk analys av kalkcementpelares vertikala
korrelationsstruktur
Detta examensarbete har utförts på Banverket Västra banregionen i Göteborg och avhandlar den vertikala hållfasthetsfördelningen med avseende på pelarsonderingar i kalkcementpelare. Sonderingsresultaten kommer från provpelare installerade i sex provlokaler inför utbyggnaden av Riksväg 45 och Norge-/Vänerbanan i Göta älvdalen norr om Göteborg. I varje provlokal har ca 50 pelare installerats, hälften med bindemedelsmängden 90 kg/m3 och resterande med 120 kg/m3 (50% kalk och 50% cement). Pelare har sonderats i omgångar och pelarnas ålder har vid sonderingstillfällena uppgått till mellan 3 och ca 870 dygn. Endast pelare med bindemedelsmängden 90 kg/m3 har analyserats i detta arbete. Resultaten från ca 100 pelarsonderingar har analyserats med geostatistiska semivariogram för att uppskatta hållfasthetens korrelationsstruktur, dvs. hur hållfasthet varierar mellan två punkter över pelarlängden. Analyserna har genomförts på resultat där storskaliga trender har avlägsnats. Vidare har hållfasthetsfördelningen undersökts statistiskt. En ökad kunskap om pelarnas hållfasthetsfördelning och korrelationsstruktur är nödvändig för att möjliggöra sannolikhetsbaserad design och för att kunna föra in kunskap om platsspecifika förutsättningar vid provning av kalkcementpelare. Korrelationsstrukturen avgör erforderlig storlek på sonder och antal provtagningar samt erforderligt avstånd mellan provpunkter. Den statistiska bearbetningen har omfattat: • analys av kalkcementpelarnas normaliseringspolynom med avseende på variationskoefficienten i respektive provlokal och åldersgrupp. • analys av respektive pelares korrelationsavstånd genom användandet av semivariogram. • fördelningstester av de normaliserade sonderingsresultaten med avseende på fördelningarna normal, log-normal, logistisk samt weibull. Från de utförda analyserna och statistiska bearbetningarna av de från fält erhållna provningsresultaten av kalkcementpelarna kan följande slutsatser dras: • Normalisering med andragradspolynom eliminerar huvuddelen av den storskaliga trenden i kalkcementpelarnas skjuvhållfasthet över pelarnas längd. • Kalkcementpelarnas variationskoefficient i vertikalled, med avseende på skjuvhållfasthet, varierar mellan ca 10 - 30%. • Kalkcementpelarnas korrelationsavstånd i vertikalled, avseende skjuvhållfasthet, varierar mellan 0,12 ? 0,63 m. • Den normaliserade axiella skjuvhållfastheten är i 51% av de undersökta kalkcementpelarna normalfördelad på 5% signifikansnivå. Dock är övriga pelares normaliserade axiella skjuvhållfasthet inte radikalt annorlunda fördelad, vilket innebär att normalfördelning bör kunna antagas i samtliga pelare. • Den axiella variationskoefficienten avseende pelarnas skjuvhållfasthet minskar med ökande pelarålder (skjuvhållfasthet). • Kalkcementpelarnas skjuvhållfasthet varierar slumpartat mot djupet. • Variationskoefficienten är tämligen konstant mot djupet i pelarna.