Forsøg på permafrossen jord

Klimaforskere forudser betydelige temperaturstigninger i de arktiske egne de kommende år. Denne udvikling vil reducere forekomsten af permafrost og indlandsis på Grønland, samtidigt med at potentialet for udvinding af naturressourcer vil øge markant når isen smelter. Udviklingen er med til at understrege betydningen af øget kendskab til de geotekniske egenskaber af permafrossen jord.

GEO har gennemført et udviklingsprojekt med henblik på at teste frosne jordprøver. Eksamensprojektet med titlen ”Geotekniske egenskaber af permafrossen, finkornet jord” er gennemført i samarbejde med Center for Arktisk Teknologi på DTU af specialestuderende Daniel Lyngholm Jakobsen. Laboratorieprojektet omfatter bl.a. temperaturstyret frost/tø-konsolideringsforsøg samt udvikling af en triaxialopstilling til forsøg på frosne og optøede jordprøver.

De testede permafrostprøver er opboret i henholdsvis Ilulissat og Sisimiut på Grønland, hvorefter de er holdt frosne under transport til laboratoriet. De glaciale marine aflejringer, som er typisk for geologien på Grønlands Vestkyst, er velrepræsenteret i de opborede silt- og lersedimenter. Projektets fokus på finkornede aflejringer er relateret til den øgede frost farlighed for disse jordtyper. Formålet med nærværende udviklingsprojekt er at bestemme styrke- og deformationsegenskaberne.

De opnåede styrke- og deformationsegenskaber har bl.a. vist sig at være stærk temperaturafhængig, karakteriseret ved en gennemsnitlig reducering af forskydningsstyrken med en faktor 9 ved optøning af prøverne fra -5 °C til +1 °C. Resultaterne fra udviklingsprojektet er med til at sætte fokus på nogle af de store udfordringer som de arktiske egne står overfor i de kommende år. 

Triaxialforsøg på permafrosne prøver

I forbindelse med projektet er der udviklet et triaxial-setup til test af de frosne grønlandske prøver. En konventionel triaxialopstilling er således blevet modificeret med henblik på at udføre triaxialtest under frosne forhold. Fremgangsmåden har været at indbygge et kølerør i form af en kobberspiral i cellekammeret rundt om den indbyggede prøve. Et køleanlæg afkøler glykolen i cellekammeret ved at pumpe temperaturstyret glykol gennem kobberrøret. Temperaturen kontrolleres af et termometer indbygget umiddelbart ved siden af den testede prøve. Hele opstillingen er isoleret umiddelbart efter indbygning, i bestræbelserne på at opnå en homogen prøvetemperatur.

Den indledende frosne testfase er blevet udført som et multipelt CID forsøg (drænet isotrop konsolideret). En efterfølgende CIU test (udrænet isotrop konsolideret) er blevet foretaget på samme prøve i optøet tilstand.