Mechanical Characterisation of Unsaturated Sandy Subgrades Based on Suction-Controlled Repeated Load Triaxial Testing
Tid: Fr 2025-11-07 kl 14.00
Plats: public video conference, Kollegiesalen, Brinellvägen 8, Campus
Videolänk: https://kth-se.zoom.us/j/69642823274
Språk: Engelska
Ämnesområde: Byggvetenskap, Byggnadsmaterial
Respondent: José Everton , Byggnadsmaterial
Opponent: Associate Professor Jean-Pascal Bilodeau, Université Laval, Quebec City, Canada
Handledare: Adjunct Professor Sigurdur Erlingsson, Byggnadsmaterial
QC 20251014
Abstract
Flexibla vägbeläggningar utgör majoriteten av det svenska och globala vägnätet. I Sverige är de asfaltbundna lagren vanligtvis tunna, vilket gör vägbeläggningsstrukturen känslig för säsongsvariationer som påverkar dess mekaniska respons – från de asfaltbundna lagren till de obundna korniga lagren och terrasmaterialet. Denna forskning fokuserar på undergrunden (terrasmaterial), som uppvisar fuktkänsligt och spänningsberoende beteende, i viss mening liknande det hos de obundna korniga skikten. Till skillnad från de senare materialen styrs dock det mekaniska beteendet hos finkorniga jordar främst av sug (negativt porvattenyryck), som binder samman partiklarna.
Syftet med denna studie var att karakterisera hur variationer i fukt/sug och spänningstillstånd påverkar den mekaniska responsen hos undergrundsjord och att utveckla prediktiva modeller som korrekt återger dessa effekter. Tre sandjordar från södra Sverige – klassificerade som dåligt sorterad sand och två siltiga sandjordar (med finfraktioner mellan 4 och 39 %) – testades med sugkontrollerade triaxiala upprepade belastningstester (RLT).
Forskningen integrerar två kompletterande aspekter av undergrundens prestanda: elastiskt beteende och permanent deformation. Resultaten för styvhetsmodul (MR) visade att ökad sugkraft (lägre fuktighet) leder till styvare respons, medan påverkan av deviatorisk spänning varierade beroende på jordtyp. Modeller baserade på sug och effektiv spänning gav förbättrade MR-prognoser, särskilt för finare jordar. Analysen av permanent deformation (PD) visade att låg sug (högre fuktinnehåll) ökade plastiska töjningar avsevärt, där siltig sand visade större motståndskraft mot deformation än sand med dålig kornfördelning under en rad möjliga fuktförhållanden.
För att modellera PD-beteendet kopplade studien samman de elastiska och plastiska responserna under olika spänningsförhållanden i en sugkontrollerad miljö, vilket gav en enhetlig förståelse av undergrundens beteende över säsongsmässiga fuktvariationer. En modell föreslogs för att förutsäga PD under omättade och nästan mättade tillstånd, vilket kompletterade MR-prediktiva modeller och förbättrade den mekanistiska modelleringen av omättade sandiga undergrunder i vägbeläggnings dimensionering.