Hydromekaniska undersökningar

Stora sprickor med låg effektivspänning har central betydelse för stabilitet och inflöde vid såväl bergbyggande som vid utvinning eller lagring av naturresurser och energi. Sprickor, särskilt stora, påverkar geometri och tekniskt utförande vid förstärkning och injektering. Ytliga, stora sprickor kan exempelvis påverkas väsentligt om injekteringstrycket väljs för högt.

Undersökning och beskrivning av hydromekaniska egenskaper för sprickor i olika skalor, i laboratorium och i fält, är en svår uppgift och en relevant geometrisk beskrivning är av stor vikt för att kunna koppla småskaliga laboratorieundersökningar och fältundersökningar. Vidare är öppna sprickor med begränsad sprickfyllnad och vid låga effektiva bergspänningar viktiga för genomsläppligheten både för komplexa deformationszoner och för sprickor i mellanliggande bergmassa.

Koppla och tolka hydromekaniska undersökningar i laboratorium och i fält. Normalstyvhet, k, och hydraulisk vidd, b, vid (förväntat) låg effektiv normalspänning. Överensstämmelse mellan hydromekaniska undersökningar i laboratorium (svarta), med ny kbls-modell (orange) och i fält (blå linje och blått +). Blått kryss (x) visar skattad vidd och styvhet för en ytlig, stor horisontell spricka i Varberg – denna punkt avviker och återfinns betydligt under övriga punkter/linjer som antas beskriva låg bergspänning – kanske under dragspänning?

Förutom att de öppna sprickorna är vattenförande kan de även förväntas ha en mindre andel kontaktyta, något som även påverkar sprickans mekaniska beteende. Då laboratorietester kan visa en stor variation för utvärderad normalstyvhet är det av värde att utveckla beskrivningar och undersökningar för att klokt kunna välja, åtminstone storleksordning, på egenskaper i modeller och i fältbeskrivningar. En förenklad beskrivning av sprickans yt – och porgeometri inklusive hydraulisk vidd, b, kontaktpunktsavstånd, ω, och antal kontaktpunkter, har potential att ge en koppling mellan sprickgeometri, hydraulik, mekanik, laboratorietester och hydrauliska fälttester.

Syftet med denna studie är därför att utveckla teori, modell och metod för att på ett ”enkelt” sätt koppla och tolka hydromekaniska undersökningar, i laboratorium och i fält, för olika skalor, och med fokus på sprickor med låg effektiv bergspänning.

Forskaren

Åsa Fransson är forskare vid Göteborgs universitet och därtill både konsult och ledamot vid Mark- och miljödomstolen. Åsa har arbetat med forskning, på heltid eller deltid sedan hon avslutade sina civilingenjörsstudier 1996. Pågående forskning handlar om hydromekanisk beskrivning av yt- och porgeometri hos bergsprickor, samt om att förutsäga klimatpåverkan på grundvatten- och portrycksnivåer för den byggda miljön.

Kopplingen hydrogeologi-teknik-tillståndfrågor tycker hon är särskilt viktig och mycket intressant. Åsa utför i huvudsak forskningen på egen hand men stöds aktivt av en referensgrupp bestående av Christian Butron, Lars Jacobsson, Catrin Edelbro, Diego Mas Ivars, Henrik Ödegaard och Patrik Vidstrand.