Undermarksbyggande förväntas öka med ökande befolkningar, och bristen på utrymme kommer leda
till ökat byggande i områden med sämre tekniska egenskaper. Kostnaden för och egenskaperna hos
undermarkskonstruktioner, i såväl bygg‐ som driftskedet, är intimt kopplade till förståelse för och
hantering av geologiska risker, som till exempel grundvatteninflöde, vittrat berg och dålig bergtäckning. Detta medför behov av bättre metodik och metoder för kartläggning av den rumsliga fördelningen av strukturer och egenskaper i jord och berg.
Huvudsaklig forskarorganisation: Lunds tekniska högskola
Forskningsområde: Undersökning och karakterisering under planering, genomförande och drift
Projektstart: 2022
Finansiering: 2 795 000 kr
Det övergripande syftet med studien ”Optimering av geoelektrisk tomografi för undermarksbyggande” är att bidra till att skapa bättre ingenjörsgeologiska förväntningsmodeller med avseende på bergkvalitet och djup till berg genom att utveckla bättre förundersökningsteknik, för att bidra till ett miljömässigt och ekonomiskt mera hållbart byggande genom minimering av geologisk risk. Målet är att öka tids- och kostnadseffektiviteten för DCIP (Direct Current resistivity and Induced Polarisation) tomografi genom forskning kring och utveckling av undersökningstekniken, för att möjliggöra skapandet av bergmodeller med bättre upplösning i 3D och mindre osäkerheter i bestämningen av materialegenskaperna. Studiens specifika mål är anpassa och utveckla mätmetodik och mätteknik så att man på ett mera tids- och kostnadseffektivt sätt kan genomföra DCIP tomografi i 3D, med förbättrad datakvalitet och kvantifiering av denna.
med placering av tvärsnitt markerat. b) Tvärsnitt av resistivitet. c) Tvärsnitt av normaliserad IP-effekt
(uppladdnings-förmåga). Resultatet från geotekniska sonderingar är markerade i tvärsnitten (vitt =
fyll, grått = jord, svart = berg). (Rossi et al. 2018)
I målet ingår att utveckla en hårdvaruprototyp med tillhörande programvara för att möjliggöra test och utvärdering av utvecklad metodik och teknik i full skala. Arbetet omfattar en analys av hur mångkanalig mätning ska konfigureras för att optimera informationsinnehåll och signal-brusförhållande i mätdata, och hur mätmetodik och mätkonfigurationer kan anpassas för det. Analysen ligger till grund för anpassning och utveckling av en instrumentprototyp. Test, verifiering och utvärdering av prototypen görs först i laboratorium och i en begränsad fältskala. Därefter vidareutvecklas metodiken med avseende på 3D-undersökning, där numerisk modellering är ett centralt verktyg och instrumentprototypen vidareutvecklas genom att implementera stöd för synkroniserad mätning med och strömsändning från flera instrument samtidigt.
Avslutningsvis genomförs tester, verifiering och utvärdering av prototypen och fullskaliga fältförsök genomförs.
Forskare i studien
Torleif Dahlin är professor vid Teknisk geologi, Lunds universitet. Han är expert på geoelektrisk tomografi och övervakning för ingenjörs- och miljötillämpningar, även känt som elektrisk resistivitetstomografi (ERT) och DC-resistivitet och tidsdomän inducerad polarisation (DCIP). Inom geoelektrisk tomografi har han varit internationell pionjär och lett utvecklingen av metodik och flera generationers prototypinstrument för ERT/DCIP-tomografi vilket har bidragit till att etablera det som ett standardverktyg i ingenjörs- och miljötillämpningar globalt. Forskningsverksamheten omfattar samarbete med akademi, myndigheter och industri, inklusive internationella parter med fältarbete i Skandinavien, Kap Verdeöarna, östra och södra Afrika, Centralamerika och Sydamerika.
Här länkas till en sammanställning av Torleifs publikationer
Studien utförs av Torleif Dahlin, Per Hedblom, Haoran Wang, Léa Levy, Esben Auken Sándor Szalai, och Thomas Gunther och stöds av en referensgrupp bestående av Fredrik Nylén, Miriam Cegrell, Virginie Leroux, Jan Steinar Rönning, Jonas Siikanen, Maria Sandsten, Lars Wallman och Patrik Vidstrand.
