Lina Flo Hauge og Fredrik Rian studerer tekniske geofag ved NTNU og er blant studentene som har tilbragt åtte uker hos Direktoratet for mineralforvaltning med Bergmesteren for Svalbard i sommer. De fikk i oppgave å se nærmere på hvordan håndtering og reduksjon av overskuddsmasser i gruveindustrien foregår i andre land. – Jeg er imponert over studentenes arbeid for oss i sommer, og det er ingen tvil om at de har gitt oss et godt grunnlag å bygge videre på for å fortsette utviklingen av bærekraftig forvaltning av mineralressursene våre, sier DMF-direktør Randi Skirstad Grini.
Kvikkleireskredet i Alta 3. juni endte heldigvis uten tap av menneskeliv, men minner oss på at store arealer i Norge består av potensielt ustabile landmasser. I Norge dekkes et område på 5000 km2 av marin leire. Professor Bjørn Frengstad mener det er viktig å videreutvikle de geofysiske kartleggingsmetodene og de geologiske forståelsesmodellene
Professor Bjørn Frengstad
Kvikkleire er et fenomen som bare forekommer i utkanten av de områdene som var nediset under siste Istid (Norge, Sverige, Finland, Canada og Alaska). Tyngden av ismassene presset landet ned slik at havet relativt sett sto vesentlig høyere enn i dag. I Trondheim er den marine grensen ca 175 m over dagens havnivå. Den såkalte Strandlinja i nedkant av Bymarka representerer nettopp den høyestliggende strandlinja fra drøyt 10 000 år tilbake. Smeltevannet fra breene vasket med seg ørsmå leirpartikler som var slitt løs fra berggrunnen. Store mengder ble avsatt i saltvann utenfor brearmene. Da tyngden av ismassene slapp, steg landområdene igjen – en prosess som pågår fortsatt. Dermed ble tidligere havbunn og fjordbunn omgjort til tørre landområder. Dette er svært god landbruksjord, og områdene med marine leirer i Norge er relativt tett befolket.
Bilde fra Leirskred i Rissa i 1978
Utvasket leire blir kvikk Det er salt fra det opprinnelige havvannet som holder leira sammen – litt på samme måte som at salt kan brukes som bindemiddel i trolldeig. Når den marine leira gjennom tusener av år utsettes for regn og ferskt grunnvann, kan saltet vaskes ut og leira blir potensielt ustabil. Så lenge leira får ligge uforstyrret, kan bæreevnen være god nok. Dersom leira forstyrres, kan strukturen kollapse slik at leira blir flytende som en tykk suppe. Utvasket marin leire kan altså bli kvikk. Forstyrrelsen kan være grave- eller sprengningsarbeider, men kan også være små overflateskred som utløses på grunn av høyt vanninnhold i jorda eller bekker som graver i foten av skråninger.
Kvikkleireskredet i Alta I de øverste lagene av leira vil det skje en uttørking og ulike kjemiske forvitringsreaksjoner som gjør leira fast. Denne leira kalles for tørrskorpe og er med på å beskytte underliggende lag. Videoen fra skredet i Alta 3. juni viser at tørrskorpa henger ganske godt sammen og kan bære bygningene selv om lagene under er blitt helt flytende. På grunn av tørrskorpa er det svært vanskelig å vurdere tilstedeværelsen av kvikkleire utfra observasjoner av terrengoverflaten. Men det er også tørrskorpa som gjør at en kan leve trygt i områder som har kjente kvikkleireforekomster mot dypet, så lenge en tar visse forholdsregler.
5000 km2 marin leire i Norge I Norge er ca 5000 km2 dekket av marin leire; et areal som tilsvarer tidligere Akershus fylke. Det er særlig de flate områdene rundt Oslofjorden og Trondheimsfjorden som har store arealer med marin leire innover land, men også langs de andre fjordene i landet kan det være tykke avsetninger i enkelte områder. Det er lagt ned en stor innsats for å kartlegge utbredelsen av kvikkleire, særlig etter Rissa-skredet i 1978. Men fortsatt er kartene og databasene mangelfulle. Det medfører at fatale kvikkleireskred inntreffer i områder som ikke er avmerket i faresonekartene – slik som i Sørum i november 2016. Det medfører også at veier og annen infrastruktur planlegges over områder som etter hvert viser seg å ha store stabilitetsmessige utfordringer – som langs den planlagte nye jernbanetraseen gjennom Østfold.
Trenger mer kartlegging En vet i begrenset grad hvor mektig leira er over berggrunnen i ethvert punkt og i hvilket dybdeintervall den eventuelt er kvikk. Boringer er både kostbare og tidkrevende. Gjort på riktig måte kan de gi mye informasjon av høy kvalitet, men med liten areal- og volummessig rekkevidde. Det er neppe hensiktsmessig å undersøke alle forekomster av marin leire med et tilstrekkelig tett grid av geotekniske boringer for å kunne bestemme hvilke områder som er trygge og hvilke som er potensielt farlige. Å forbedre geofysiske kartleggingsmetoder er derfor viktig. Det arbeides også med å utvikle bedre geologiske forståelsesmodeller for hvorfor kvikkleire dannes noen steder, men ikke overalt hvor det er marine leirer.
Å utføre stabilitetsberegninger av leiravsetninger er først og fremst en geoteknisk oppgave. Å kartlegge utbredelsen av kvikkleire og øke forståelsen for hvor og hvorfor den opptrer, er en oppgave for geologer. Her er vi dessverre ennå ikke i mål.
Prosjektet går ut på å utføre modellforsøk i laboratoriet for å se nærmere på hvordan brudd i bergmassen oppstår og forløper ved overbelastning av forankringsstag. Brudd og bruddforløp har stor betydning ved dimensjonering av slike stag og er ett av de største usikkerhetene ved dagens beregningsmetoder. Spesielt vil det bli sett på hvilke effekter trykkbuer indusert av belastningen av staget kan ha på det bruddmekaniske.
Forskningsprosjektet vil i korte trekk bestå av å bygge en rigg, omtrent 2×3 meter, utføre tester i denne og vurdere resultatene. I riggen vil det bli laget en «bergmasse» av eksempelvis kalksteinblokker, granittblokker, teglstein eller betongblokker. I bergmassen vil det bli støpt inn et «stag» som vil bli belastet slik at det blir brudd i «bergmassen». Riggen vil ha installer jekker slik at man får simulert horisontalspenninger og sikre innspenning. Riggen vil ha installert en rekke ekstensometer for å måle deformasjon, samt at man vil bruke et kamera og Digital Image Correlation (DIC) som måler deformasjon ved å spore punkters forflytning over tid. Studenten fordyper sin kunnskaper i emnet via en grundig litteraturstudie, deltar i utbygging .
To prosjekt- og masteroppgaver blir involvert i prosjektet. Hanna Høgset og Karsten Sannes Aasbø skal fordype seg i stagforankring via en grundig litteraturstudie, deltar i planlegging, bygging av testerigg, tester målingsutstyret og i modellforsøk på riggen, og utfører numerisk modellering med kode UDEC. Litteraturstudien ser på gjennomføring av modellforsøk i bergmekanikken og geoteknikken og hvordan man overfører dette til beregningsmetoder, både analytiske og numeriske.
Hanna Høgset, student IGP, Are Håvard Høien, Statens Vegvesen, Karsten Sannes Aasbø, student IGP og Charlie Chunlin Li, professor IGP
Jose Acuna har begynt i sin professor II-stilling ved institutt for geovitenskap og petroleum. Her er noen ord Jose har skrevet om seg selv:
Jag är född i Venezuela och flyttade till Sverige år 2004 som utbytestudent på Mastersnivå. Är gift och har två döttrar. Blev klar med Masterutbildningen 2008 och initierade direkt därefter en doktorsutbildning på KTH. År 2013 blev jag Teknologie Doktor. Mitt forskningsområde har sedan 2008 varit värmetransport i berggrunden. Förutom min doktorsavhandling har jag ett antal publikationer inom detta ämne, mest inom tillämpning geoenergi. Under de senast 5 åren har jag hjälpt till att bygga upp en forskningsgrupp på KTH som idag består av 3st doktorander och en postdoc, samt ett teknikkonsultföretag inom koncernen Bengt Dahlgren AB som jobbar med GEOrelaterade och består av 7st anställda. Under alla dessa år har fältmätningar med fiberoptik haft en centralroll och vi har använt mättekniken i olika tillämpningar, för att karakterisera olika transportprocesser i berggrunden.
En av dessa tillämpningar är så kallade Distributed Heat Tracing Tester (DHTT), som vi använder för att mäta om, hur och hur snabbt grundvattnet rör sig längs ett borrhål. Jag har haft nöjet att tillsammans med mina kollegor på Bengt Dahlgren utföra dessa mätningar i Åknes, vilket har nu lett till min professorstjänst på NTNU, där jag kommer att fortsätta fördjupa mig i tekniken och hjälpa projektet att maximera mängden kvantitativ information ang. hur grundvattnet rör sig. Detta kommer i sin tur att bli en del av underlaget till designen av dräneringssystemet i Åknes.
Jag ser fram emot att kunna bidra till detta projekt, vara med i NTNU-teamet, och förstärka samarbete mellan Sverige och Norge.
Se sak om avtale mellom NTNU og NVE om forskning på Åkneset:
Det er hektiske og spennende dager for de nye studentene ved IGP. Studentene på tekniske geofag er i full gang med innføring i basisfagene. De har også hatt besøk av næringslivet, og beskjeden er klar – det er stort behov for deres kompetanse i bransjen!
Fjerde- og noen fra femtetrinn ved tekniske geofag er på hovedekskursjon til den nordvestlige delen av Argentina. Rundtur med start og slutt i Salta med spesiell fokus på skredprosesser og tektonikk og vulkanisme i Andesfjellene. Dette ble og blir sukret med et besøk til gull- og kobbergruven Alumbrera og Minetti-sementfrabrikk i Jujuy
I emnet Norges geologi og georessurser lærer studentene om Norges berggrunnsgeologi, tektonisk utvikling og georessurser både på land og offshore. Det gis oversikt over geologiske ressurser: som fossil- og fornybar energi, CO2-lagring, grunnvann, mineraler, pukk, grus, m.m., verdikjeden fra mineralforekomst til mineralprodukt, og miljøaspekter.
Forrige uke var studentene i emnet på besøk hos Verdalskalk AS, hvor de fikk se hvordan et kalkbrudd opereres.
Institutt for geovitenskap og petroleum var tilstede på Jentedagen 2018! Denne dagen er for jenter som går siste året på videregående, og som har interesse for realfag og teknologi.
Takk til IGPs studentene Martine Baklien, Vilde Moi, Trine Remmen og Halvor Tobro som stilte opp med aktiviteter på arrangementet som ble holdt i Realfagbygget på fredag 16.februar. På stand fikk elevene prøve mikroskopering, se på mineraler, borekjerner og råolje.
10. september er geologiens dag! Dette er et stort, landsomfattende arrangement, der folk flest får oppleve hva geologi er. Entusiastiske studenter fra geologi, tekniske geofag og petroleumsfag på NTNU tar sikte på å lage en stand som vekker nysgjerrigheten hos både små og store.
Arrangement holdes i NTNU Akrinn-bygget på Kalvskinnet, inngang fra Sverres gate mellom Sverres gate 10 og 14 (det står ikke 12 på kartet).
