Bygg- och anläggningsbranschen behöver verktyg för att kunna prognostisera sättningar inklusive långtidssättningar i sulfidjord med rimlig tillförlitlighet. Uppkomna verkliga sättningar orsakade av en anläggning avviker ofta, och ibland väsentligt, från de på förhand förväntade, och som regel fås större men ibland också mindre sättningar. Med sulfidjordar avses här jordar längs Norrlandskusten, vilkas utbredning sammanfaller med de områden där huvuddelen av transportinfrastrukturen, industrin och befolkningen i Norrland finns. För att bidra till att öka kunskapen om hur sulfidjord beter sig samt hur detta ska beaktas vid byggande har ett forskningsprojekt genomförts vid SGI. Syftet har varit att för sulfidjord: • Öka kunskapen om kompressionsegenskaper inklusive krypegenskaper. • Ta fram förbättrade verktyg inom området sättningar vad gäller: a) laboratorie- och fältförsök b) fältmätningar c) prognostisering av sättningar. • Ge praktiska rekommendationer för sättningsberäkningar. Forskningsprojektet har, förutom de två provbankarna i Lampen etablerade år 2010 av SGI, omfattat studier av väg- och järnvägsbankar på sulfidjord längs Norrlandskusten. I Avsnitt 6.2 ges praktiska rekommendationer till branschen vad gäller underlag (försök och mätningar) till sättningsberäkningar och prognostisering av sättningar, och dessa är tillämpbara allmänt för svenska finkorniga jordar (leror, organiska leror, siltiga leror och liknande jordar) och inte bara för sulfidjordar. I Avsnitt 6.1 presenteras slutsatser från studier av provbankar i Lampen vad gäller mätningar av sättningar och porvattentryck, egenskapsförändringar med tiden hos sulfidjorden och beräkningar med 1D- och 2D-modeller av sättningar och porvattenövertryck. Vidare presenteras i Avsnitt 6.1 slutsatser allmänt för sulfidjordar vad gäller indata till sättningsberäkningar. Bland de slutsatser som dragits kan följande speciellt lyftas fram: Det är viktigt att beakta att resultat av såväl 1D- som 2D-beräkningar av sättningar baseras, som i princip alltid är fallet, även på antaganden som behöver göras i beräkningsmodellen, utöver uppmätta och utvärderade förhållanden och parametrar. Dessa antaganden kan exempelvis vara val av deformationstillstånd, dräneringsförhållanden i fält, initial portrycksfördelning och val av vilojordtryckskoefficient. Beroende på dessa val fås olika resultat i beräknade sättningar och porvattenövertryck. Känslighetsanalyser kan visa på inverkan av olika val, men i slutänden ska också en bedömning göras av de mest troliga förhållandena. Det är viktigt och avgörande att parametrar för sättningsberäkningar av sulfidjordar och andra finkorniga jordar baseras på laboratorieundersökningar av ”ostörda” prover med hög provkvalitet. Kolvprovtagning (St II) inklusive transport och hantering av prover måste därför genomföras med hög kvalitet och varsamhet. Sulfidjordar med högre siltinnehåll är särskilt känsliga för störningar. Provtagning av blockprover som trimmas till mindre prover i laboratoriet, kan vara ett alternativ i framtiden för att sannolikt i de flesta fall uppnå högre provkvalitet. Det är generellt god överensstämmelse mellan rörelsemätningar med olika mätutrustningar för provbankarna i Lampen, vilket stärker mätresultaten. Beräknade sättningar, som inkluderar krypsättningar, med 1D-modeller underskattade uppmätta sättningar för provbank 1 i Lampen medan 2D-modeller predikterade väl eller överskattade sättningarna.

There is a need in Swedish construction work for tools to better predict settlements, including long-term settlements, of fine-grained sulphide soils. Settlements of an infrastructure construction, e.g. a road, often deviate from the predicted settlements. Most often larger settlements are developed, but occasionally also smaller. Sulphide soils in this context are found at the coastal areas of the region Norrland in north-east Sweden and are typically designated as organic silt – organic silty clay and in cases with higher organic content, as silty or clayey gyttja. In order to increase the knowledge of the compression behaviour of sulphide soils and how this knowledge can be applied in geotechnical engineering construction work, a research project at Swedish Geotechnical Institute (SGI) was conducted. The aims of the project were to: • Increase the knowledge of compression properties of sulphide soils, including creep properties. • Develop improved tools for settlements regarding: a) laboratory and field tests b) field measurements c) prediction of settlements. • Give recommendations for settlement calculations. In addition to two test embankments at the test site at Lampen, the research project included studies of road and rail road embankments along Norrland’s coastline. In Section 6.2 of the report, practical recommendations are given regarding tests and measurements as a basis for settlement predictions and also recommendations for settlement calculations, and these recommendations are applicable generally for fine-grained soils as well as sulphide soils. Section 6.1 presents conclusions from the studies of the test embankments at the Lampen site regarding field measurements of settlements and pore water pressures, changes of properties over time, and calculations of settlements and excess pore water pressures using 1D and 2D models. Conclusions concerning input for settlement calculations of sulphide soils are given in Section 6.1. Among the conclusions drawn in this study, the following are highlighted in particular: It is important to consider that results of 1D and 2D calculations of settlements are based, as is principally always the case, also on assumptions that must be done in the calculation model, in addition to the measured and evaluated conditions and parameters. These assumptions may e.g. be choice of state of deformation (e.g. plane strain, axial symmetry, or other), drainage conditions in situ, initial pore water pressure distribution in situ, and choice of coefficient of earth pressure at rest. Depending on these choices, different calculated values of settlements and pore water pressures are obtained. Sensitivity analyses can show the effects of the choices. However, at the end, an estimation of the most likely conditions must be done. It is essential that parameters for settlement calculations of sulphide soils and other fine-grained soils are based on laboratory investigations of undisturbed high quality samples. Sampling, e.g. using piston sampler, including transportation and handling of samples, must be conducted cautiously and with high quality. Block sampling and trimming in the laboratory of the samples to smaller dimensions is an alternative that in most cases is likely to improve the sample quality. Measurements of vertical movements with different equipment generally show good agreement for the test embankments at the Lampen test site, which increases the relevance of the results. Predicted settlements, which include creep settlements, using 1D models under-estimated the measured settlements after 6 years for test embankment 1 at Lampen, and the 2D models predicted well or over-estimated the settlements.