Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.1998, Blaðsíða 296
294 Ritrýndar greinar
inngangur
Bakgrunnur: Eitt aðaljarðskjálftasvæði Islands liggur um Suðurland frá Ölfusi í vestri til
Heklu í austri, sjá nánar t.d. [1]. I tengslum við jarðskjálftavirkni þessa svæðis hafa verið
þróuð skjálftalíkön og deyfdfkingar, búin til vákort og gerðar áhættugreiningar, sjá [1 j, [2],
[3] og [4]. I þessum líkönum og greiningum hefur fram til þessa ekki verið tekið tillit til
staðbundinna áhrifa jarðvegs og áhrif jarðskjálfta hafa jafnan miðast við klöpp. Ef grannt er
skoðað kemur í ljós að yfirborðslög svæðisins eru margbreytileg. Nefna má lífrænt set,
vatnaset, jökulruðninga, vikur, aura, foksand, sandstein, hraunlög og ýmiss konar berg, sjá
nánar [5 ] og [6]. Til viðbótar við að áhrif jarðskjálfta hafa jafnan miðast við klöpp má nefna
að lítið hefur verið hugað að ysjunarhættu (liquefaction potential) á svæðinu en í sögulegum
heimildum eru til lýsingar á ysjun og jarðvegsskriði, sjá [7]. í ljósi þessa er mikilvægt að
kortleggja og ákvarða eiginleika jarðvegs á helstu þéttbýlisstöðum á Suðurlandi og annars
staðar þar sem mikilvæg mannvirki standa.
Markmið: Markmiðið með þessari grein er að lýsa aðferðafræði og niðurstöðum rann-
sóknarverkefnis þar sem skúfbylgjuhraði jarðvegs á Suðurlandi er ákvarðaður sem fall af
dýpi. Birtar eru niðurstöður úr mælingum á Selfossi, Hellu og Hvolsvelli og á brúarstæð-
unum við Hróarslæk á þjóðvegi 1 rétt austan við Hellu og á Óseyrartanga vestan Óseyrar-
brúar á þjóðvegi 34. Einnig eru birtar niðurstöður úr mælingum á mó- og siltsniði á Kjalar-
nesi.
Jarötæknileg jarðskjálftaverkfræði
Aflfræðilegir eiginleikar jarðvegs: Þekking á aflfræðilegum eiginleikum jarðvegs er nauð-
synleg í jarðtæknilegri jarðskjálftaverkfræði og almennt í allri jarðtækni. Þegar ákvarða skal
staðbundin jarðskjálftaáhrif sem grundvölluð eru á bylgjuútbreiðslu f jarðvegi eru það
einkum stífni, deyfing, Poisson-hlutfall og eðlismassi sem skipta máli. Af þessum kenni-
stærðum er stífnin mikilvægust en einnig er deyfingin mikilvæg. Poisson-hlutfall og eðlis-
massinn hafa hins vegar minni dreifingu og hafa minni áhrif á niðurstöðurnar. Varðandi
stífnina er rétt að gera greinarmun á stöðufræðilegum (static) langtímaeiginleikum og
hreyfifræðilegum (dynamic) skammtímaeiginleikum. Hér á eftir verður eingöngu fjallað um
hreyiifræðilega eiginleika.
Jarðvegsgerð, pökkun, vatnsstaða, spennuástand og stærð formbreytingar þegar bylgja
breiðist út hefur allt áhrif á stífnina. Við vettvangsmælingar eru framangreindir þættir að
miklu leyti byggðir inn í mæliniðurstöðurnar, nema hvað slíkar mælingar miðast að öllu
jöfnu við litlar formbreytingar (low strain deformations). Til að meta áhril' vaxandi form-
breytinga er oftast stuðst við reynslusambönd, byggð á mælingum á rannsóknarstofu. Stífni
jarðefna sem er mæld við litlar formbreytingar er jafnan hágildi (max-gildi). Stífnin minnkar
svo með auknum formbreytingum. Þegar ákvarða skal stífnistuðla er oftast valið að mæla
skúfbylgjuhraða, Cs, og reikna svo hreyftfræðilegan skúfstuðul, Gmax, og fjaðurstuðul, Emax,
út frá samböndunum:
^max = P ' Cs (1)
Og
^max = Gmax • 2 • ( I + V)
(2)