Table Of Contentbiblioteket
Rolf Selmer-Olsen
INGENIØRGEOLOGI
DEL II Statens Skogskole Evenstad
551
Sc
DE LØSE JORDLAG
Kvartærgeologisk medarbeider
cand.real. Karl Anundsen
Høgskolen i Hedmark
Avd. for skog- og
utmarksfag-biblioteket
Evenstad
2480 Koppang
TAPIR
1977
ISBN 82-519-0221-5
Forord.
I dette kompendium er vekten lagt på norske forhold og typiske trekk ved
våre jordarter, deres dannelsesbetingelser, oppbygging og egenskaper samt de
prosesser de er utsatt for. Den informasjon som gis er ment å være til støtte
for geotekniske og materialtekniske problemstillinger, ved areal- og
ressursutnyttelse og ved byggetekniske inngrep.
Rammen er søkt tilpasset det studieopplegg som man for tiden har ved
Norges tekniske høgskole. I geologi bygger kompendiet på "Ingeniørgeologi,
Del I, Generell geologi", R. Selmer-Olsen, Tapir 1976, i geoteknikk på
"Grunnlag i geoteknikk", Nilmar Janbu, Tapir 1970. Begreper og
redegjørelser gitt i fagene 215 10 Geologi og 335 15 Geoteknikk I forutsettes
kjent.
Trondheim, september 1976.
R. Selmer-Olsen
INNHOLD
FORORD ........................................................................................................ v
INNLEDNING ............................................................................................... 1
VÅRE JORDARTERS UTBREDELSE OG OPPBYGGING .................... 3
INNLEDNING ........................................................................................ 3
OVERSIKT OVER KVARTÆRE HENDELSER ............................... 4
Nedisning — avsmeltning .................................................................
Isostasi og eustasi ................................................................................ 3
DE FORSKJELLIGE JORDARTERS YTRE FORM OG
AVSETNINGSBETINGELSER ................................................................ 15
Bunnmorene — ablasjonsmorene ...................................................... 16
Israndavsetninger.................................................................................. 25
Randmorener ............................................................................... 2$
Glacifluviale randdannelser ......................................................... 31
Eskerdannelser .................................................................................... 40
Subakvatiske eske re...................................................................... 41
Supraakvatiske eskere .................................................................. 44
Subglaciale delta .................................................................................. 45
Strandsedimenter ............................................................................... 45
Postglaciale elvesedimenter ............................................................... 48
Deltadanelser........................................................................................ 49
Vifter og levéer ........................................................................ 62
Bresjøsedimenter, glaciale og postglaciale innsjøsedimenter .... 53
Marine sedimenter............................................................................. 65
Eoliske sedimenter ........................................................................... 68
Forvitringsjordarter............................................................................. 69
Organiske jordarter ............................................................................. 60
- VIII—
KVARTÆR MATERIALTRANSPORTVURDERING
60
Bretransport ...............................
60
Isskuringsstriper ........................
61
Drumlins og lignende former.............................
62
Lengdeakseorientering.............................
62
Blokkleting (petrografisk materialanalyse) ...................\
64
Glacifluvial transport.................................
66
Glacifluviale erosjonsformer
66
Glaciale akkumulasjonsformer
67
Postglacial transport ........................
69
GENERELL OVERSIKT OVER NORGES KVARTÆRE HISTORIE
70
Isavsmeltningen i randområdene ...............................
70
Isavsmeltningen i de sentrale områder ...................................
78
Havets tilbaketrekning.................................
81
VANLIGE LØSMASSEPROFILER ..........................................
84
Identifikasjonsgrunnlaget .............................
84
Generelle stratigrafiske forhold under MG
98
Vurdering av dybdeforhoid .................................
101
Spesielle stratigrafiske forhold under MG
105
Generelle stratigrafiske forhold over MG .. .
108
KVARTÆRE ALDERSBESTEMMELSER
110
Stratigrafiske dateringsmetoder.............................
110
Pollen-stratigrafi ...................................
110
Foraminifer-stratigrafi......................
112
Makrofossil-stratigrafi .............................
114
Varv-kronoiogi .............................
114
Tefra-kronoiogi .................................
116
Dendro-kronologi .................................
118
Datering ved radioaktive isotoper (C14 -metoden)
118
Lichenometri.....................................
119
JORDARTENES SEDIMENTOLOGI
120
LØSMASSENES MINERAL- OG BERGARTSINNHOLD
120
Generelle forhold og enkelte begreper
120
Monomineraiske og monopetrogra fiske jordarter
122
Frikorn — blandkorn ........................................
122
Forvitringsgraden av våre jordarter ...................................
123
Materialet fra før siste nedisning ............................
125
Kjemiske utfellinger i våre jordarter
126
Metoder for bestemmelse av mineralinnholdet
129
Kjemiske analyser og reaksjoner
131
-IX-
Røntgenanalyser ........................................................................ 132
Differentialtermiske analyser (DTA) ...................................... 134
Optiske undersøkelser ............................................................... 136
Separasjon med tunge væsker ................................................. 139
De enkelte jordartsgrupper..................................................................139
Forvitringsjordartene................................................................. 139
Morenejordartene ...................................................................... 143
De fluviale friksjonsjordartene................................................. 147
Leirsedimentene ........................................................................ 150
KORNMASSENS FYSISKE EGENSKAPER...................................... 155
Spesifikk vekt (mineralsk romvekt) ............................................... 155
Romvekt ............................................................................................ 156
Porøsitet ............................................................................................. 157
Spesifikk overflate............................................................................ 158
Kornform .......................................................................................... 160
Struktur og tekstur .......................................................................... 162
Våre lei rf rie minerogene jordarter .......................................... 162
Våre leirhoIdige minerogene jordarter.................................... 165
Andre jordarter .......................................................................... 168
POREVANNET........................................................................................ 169
Det frie porevann ............................................................................ 170
Analysemetoder ........................................................................ 172
Det adsorptive vann .......................................................................... 173
SAMSPILLETMELLOM VANN OG MINERAL I JORDARTENE . 178
Binding med adsorptivt vann .......................................................... 178
Reliktstrukturer og og langtidseffekter .................................. 182
Temperaturavhengighet............................................................. 184
Thixotropi................................................................................... 184
Hygroskopisitet og fuktevarme ............................................... 186
De fysiske og mekaniske egenskaper ............................................. 189
Plastisitetsegenskaper ............................................................... 189
Krymping og desintegrering.........................................................192
Mark fuktighet ............................................................................ 194
Tørrskorpedannelse ................................................................... 195
De geotekniske egenskaper ............................................................ 197
Setningsfenomenet i jord.......................................................... 197
Bruddmekanikken i joro .............................................................206
RESENTE PROSESSER .................................................................................213
EROSJON-TRANSPORT-AKKUMULASJON .............................213
Elveerosjon og erosjonsforbygning .................................................214
SOLIFLUKSJON ......................................................................................220
UTGLIDNINGER ....................................................................................223
Generelt .............................................................................................223
UTGLIDNINGER I JORD .....................................................................229
Jordras ...............................................................................................229
Oppbløtningsras .........................................................................229
Undergravingsras .........................................................................232
Innsynkningsras............................................................................234
Grunnvannsras (poretrykksras, grunnbruddsras
i si It og sand) ............ 235
Jordskred ...........................................................................................238
SHt/sand-skred..............................................................................238
Land laup og vasskred ................................................................241
Bløtjordskred ..............................................................................244
Leirskred og leirglidninger..........................................................244
Jordsigninger...................................................................................... 251
Leirglidninger ........................................................................... 251
Jordglidninger ..............................................................................252
UTGLIDNINGER I SNØ.........................................................................252
UTGLIDNINGER I FJELL .....................................................................253
Steinsprang og fjell ras .......................................................................353
Fjellskred ...........................................................................................257
Typer av fjellskred.......................................................................257
Årsaken til fjellskred ..................................................................260
DIVERSE BYGGETEKNISKE OG ANLEGGSTEKNISKE
PROBLEMSTILLINGER ............................................................................. 266
Gravearbeider ....................................................................................266
Sandsuging ........................................................................................269
Fundamentering og forankring i fjelloverflaten .............................271
Påhugg og utslag for tunneler ..........................................................273
Damsteder ...........................................................................................274
Korrosjon i jord..................................................................................281
Ingeniørgeologisk kartlegging for regionplanlegging......................284
INNLEDNING
I bygge- og anleggsvirksomheten er det bl.a. av stor betydning å kjenne til:
1) De generelle egenskaper hos våre forskjellige typer av jordarter og hvilke
typer problemer de derfor byr på.
2) Hvordan lagoppbyggingen og utbredelsen av jordartene er.
3) Hva som skjer og har skjedd av endringer med dem over tid.
4) Hvor det er mulig å finne jordarter for bestemte formål.
Disse og lignende problemstillinger krever analyse og tolkning, og dette er
igjen betinget av en klassifisering ut fra fellestrekk i materialegenskaper og
dannelsesbetingelser.
I naturen er aldri to jordprøver helt identiske. Heller ikke vil samme
geologiske prosess skje nøyaktig pa samme vis i alle detaljer. Det vil alltid
være en variasjonsbredde. Ofte finnes også overgangsformer mellom gruppen
i det geologiske klassifiseringssystem. Mulighetene for en enkel, tallmessig
inndeling av jordartene på grunlag av målinger av et fåtall egenskaper er
små, bl.a. p.g.a. de mange variable og til dels vanskelige målbare faktorer som
inngår i identifikasjonsgrunnlaget. Dette gjør imidlertid ikke klassifiseringen
mindre viktig ifall en vil skaffe seg oversikt over kvartærgeologiske og
sedimentologiske forhold.
Et grunnleggende prinsipp for den kvartærgeologiske og sedimentologiske
analyse er at en nytter studier av resente prosesser (prosesser som skjer i dag)
og deres følger, dvs. de spor de setter etter seg i våre avsetninger, til å tolke
andre eldre avsetninger. Men dessverre de enkelte spor en finner eller
observasjoner en gjør, er ikke alltid entydige. F .eks. kan to forskjellige
prosesser sette tilnærmet samme spor etter seg. Sporene kan også være mer
eller mindre godt utviklet og særdetaljer kan forvirre. Prinsippet er med
andre ord ikke alltid så helt enkelt å nytte, særlig når informasjonsmengden
er liten.
Etter som den generelle kunnskap om den kvartærgeologiske historie, om de
geologiske prosesser og om de regionalgeologiske hovedtrekk øker, blir
mange forhold enklere å tyde idet en får en mulighet for korreksjon i form
av sannsynlig eller usannsynlig i forhold til det helhetsbilde som etter hvert
-2-
er blitt ålment akseptert ved sitt overveldende indisiemateriale. Både
kunnskap og erfaring er derfor av stor betydning for å kunne stille holdbare
prognoser og å nyttiggjøre seg dem.
Når en har mangelfullt kjennskap til de enkelte geologiske elementer er det
lett å komme i skade for å gjøre Erasmus Montanus' berømmelige logikk til
sin, der han i Ludvig Holberg's skuespill tar for seg Per Degn. "En hane galer,
I galer også; en Hane giør sig til af sin Røst og bryster sig, I ligeledes;......
ergo er I en Hane."
Som eksempel kan en tenke seg følgende resonnement: En esker er en
løsmasse med ryggform som stort sett følger is be vegel ses retningen og som
stiger og synker med terrenget. Dette gjør også den løsmasserygg som en
iakttar. En esker vil ofte være dekket av ablasjonsmassene. Det er også denne
rY99- Ergo er den en esker. Hadde en imidlertid før en trakk slutningen hatt
en mer fullstendig informasjon om avsetningen og visst at den bestod av et
ikke lagdelt dårlig sortert materiale, måtte konklusjonen ha blitt en annen
evt. en midtmorene.
Et annet vesentlig punkt i alt kvartærgeologisk arbeid er at man til enhver tid
har klart for seg hva som er observasjoner og hva som er tolkning av
observasjoner, slik at en ikke blander sammen fakta og tolkning. En blir i
dette fag ofte ledet til a utføre en kjede av slutninger for å komme frem til et
helhetsbilde, evt. til en teknisk viktig prognose. Foretas det i slike tilfeller en
samlende tolkning på grunnlag av feilaktige enkelttolkninger, kommer en
uvergerlig på avveier. Er ikke hvert ledd i kjeden holdbart frem til den
samlede prognose, må man inntil videre operere med alternative prognoser.
F.eks. finner man et lag av dårlig sortert materiale uten intern lagdeling i en
avsetning, behøver dette ikke å være et morenemateriale. Det kan være
dannet ved en blanding av forskjellige jordlag under en lokal massebevegelse,
f.eks. et mindre ras på sjøbunnen. Korngraderingen, strukturen og
stratigrafien og evt. nærmere analyser av disse forhold er fakta. Jord-
betegnelsen morene blir en tolkning som bl.a. omfatter lagets dannelses-
betingelser og som kan få følger f.eks. for prognoser vedrørende de
underliggende lags plass i den kvartærgeologiske historie, deres utbredelse og
mekaniske egenskaper (konsolidering etc.). Man bør til enhver tid være på
vakt mot faren for å gjøre for hurtige og for vidtgående tolkninger av sine
observasjoner.
En serie observasjoner må oftest til for a kunne redusere tallet på alternative
tolkninger eller for å få puslespillet til å gå opp.
