Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2003, Síða 275

Mótstaða gegn ysjun í jarðskjálfta CRR (cyclic resistance ratio)
Tölulegt mat á mótstöðu jarðvegs gegn ysjun er gjarnan sett fram sem „dýnamískt mót-
stöðuhlutfall", CRR (cyclic resistance ratio). Margar aðferðir eru tiltækar til mats á CRR,
og byggja þær bæði á mælingum úti í mörkinni og prófunum á rannóknastofu. Varðandi
aðferðir sem byggja á borunum og mælingum í mörkinni má vísa á heimild 2, en hér að
neðan er fjallað stuttlega um aðferð sem byggir á dýnamískum þríásaprófum.
Niðurstöður þríásaprófanna gefa samband spennuhlutfalls og fjölda sveifla sem þarf til
að sýni ysjist. Sveiflurnar í prófunum eru sínuslaga, með fasta tíðni, og allar jafn stórar
(þ.e. mesta skúfspenna í sveiflu er óbreytt frá einni sveiflu til annarrar). Jarðskjálftar gefa
hins vegar óreglulegar sveiflur með mismunandi útslagi. í jöfnu 1 er gert ráð fyrir að
meðalskúfspenna, rav, sé 65% af mestu skúfspennu, Tmax. Með því að skoða hvernig skúf-
spennur í ákveðnu jarðlagi breytast með tíma má vega saman sveiflur með mismunandi
skúfspennu og reikna út fjölda af jafngildum sveiflum, þ.e. þann fjölda sveifla af stærð-
inni rav, sem gæfi sömu áraun og raunverulega tímaröðin. Vægistuðlar fyrir sveiflur af
mismunandi stærð hafa verið metnir af fræðimönnum, sjá t.d. Seed (1976).
CRR gildi jarðvegs er meðal annars háð hlutfallsrúmþyngd. Til að geta notað niðurstöður
þríásaprófanna við mat á CRR gildi verður því að áætla hlutfallsrúmþyngd efnisins úti í
mörkinni. í Lunne o.fl. (1997) er meðal annars sett fram aðferð til að meta hlutfalls-
rúmþyngd með hliðsjón af CPT borun.
Með því að fara með áætlaðan sveiflufjölda inn á viðmiðunargraf og miða við útreiknaða
hlutfallsrúmþyngd þá má áætla hvaða spennuhlutfall efnið þolir án þess að ysjast.
Nú er það svo að dýnamiskt þríásapróf líkir ekki vel eftir þeirri áraun sem jarðvegur
verður fyrir í jarðskjálfta. Sýnt hefur verið fram á að dýnamiskur styrkur í þríásaprófi er
mun meiri en dýnamískur styrkur úti í mörkinni. Samkvæmt Seed (1976) má áætla að
eftirfarandi gildi:
(2)
Einnig hafa verið leiddar líkur að því að styrkur við tvívíða sveifluáraun sé um 10%
minni en við einvíða sveifluáraun, sjá t.d. Seed o.fl. (1976). Jafna (2) verður því:
(3)
Leiðbeinandi vinnuaðferð við mat á CRR
Til að meta CRR gildið þarf að liggja fyrir samband spennuhlutfalls og fjölda sveifla sem
þarf til að sýni ysjist. Niðurstöður mælinga í þríásaprófum hafa gefið trúverðuga
viðmiðunarferla fyrir þjappaðan sand, skeljaefni og jökulruðning. Aðrir efnisflokkar sem
voru prófaðir sýndu það breytilegar niðurstöður að viðmiðunarferlar verða ekki skil-
greindir fyrr en mun viðameiri mælingar liggja fyrir. Ut frá stærð jarðskjálfta er fundinn
viðmiðunarfjöldi á sveiflum við þríásapróf. Hlutfallsrúmþyngd efna er metin út frá
mælingum eða niðurstöðum frá SPT eða CPT borunum. Gildið á CRR er síðan reiknað út
samkvæmt aðferðum í kafla hér að framan.
Tækni- og vísindagreinar I271