Bergforskningens framsteg: En djupdykning i mekaniska egenskaper hos sprickor

Text: Lars-Olof TandbergNär årets Bergdagar inleddes med Bergmekanikdagen presenterade Lars Jacobsson från RISE ett projekt som fokuserar på de mekaniska egenskaperna hos stora sprickor i kristallint berg. Utöver att öka förståelsen har projektet lett till utvecklingen av fler högkvalitativa metoder för analys och undersökning, inklusive en ny utrustning för laboratoriebaserade skjuvprovningar.

Lars Jacobsson påpekade att det har funnits en kunskapslucka om de mekaniska egenskaperna hos stora sprickor på djupet.
– Det har gjorts få experiment på stora sprickor och små djup och inga experiment på stora sprickor och stora djup, säger han. Det finns blandade slutsatser från tidigare studier, och dagens modeller baseras på gamla experiment och låga normalspänningar.

Projektet genomfördes i två faser. Resultaten från den första fasen, som fokuserade på in situ-experiment och numerisk modellering, visade att dessa experiment är kostsamma och erbjuder dålig kontroll över mätningar.
I den andra fasen koncentrerades arbetet på laboratorieexperiment, vilket ger större kontroll över villkor och mätningar.

Målet med projektet var att samla in data från normalbelastnings- och skjuvförsök i en kontrollerad miljö för att generera högkvalitativa resultat. Provningar genomfördes på sprickor i granitprover av olika storlekar och replikor av bergsprickor, under representativa spänningsförhållanden.
– Vi utvecklade en ny utrustning för skjuvförsök av stora bergsprickor, som kan hantera prover upp till 400×600 millimeter, berättar Lars Jacobsson.

Karakteriseringar genomfördes före, under och efter skjuvförsöken med hjälp av högupplöst optisk skanning och akustiska emissionsmätningar.
Nya metoder och en stark forskningsinfrastruktur har skapats för att studera bergsprickors mekaniska egenskaper.

Projektet har också bidragit till att branschen fått fler metoder för undersökning och analys samt ökad expertis inom området.
– Experimenten har genererat stora datamängder som kan användas för att utveckla nya modeller och stödja framtida studier, säger Lars Jacobsson.

Det nästa steget innebär en samanalys av alla insamlade mätresultat för att bättre förstå vad som händer inuti sprickorna, säger han.