Til hovedinnhold

Tester borbarhet og svelling i berg

Tester borbarhet og svelling i berg

Publisert 1. desember 2015

SINTEF og NTNU utvikler kontinuerlig metoder for å teste borbarhet og svelleegenskaper i bergartsprøver. En nyutviklet test måler både slitasje på boreverktøyet og bergartens motstandsdyktighet mot boreinntrengning.

Den nyutviklede borbarhetstesten Rolling Indentation Abrasion Test eller RIAT. Foto: F. Javier Macias

SINTEF har helt siden 60-tallet bidratt til utvikling av undergrunnsanlegg i inn- og utland. Sammen med NTNU har vi opparbeidet en laboratorie- og feltkompetanse som nyter internasjonal anerkjennelse og som videreutvikles kontinuerlig gjennom forskningsprosjekter og oppdrag i Norge og internasjonalt.

Pålitelig testing av borbarhet

SINTEF og NTNU har utviklet ulike metoder for testing av bergarters borbarhet. I dag omfatter metodene testing av:

  • forventet borsynk (Drilling Rate Index, DRI)
  • borslitasje (Bit Wear Index, BWI)
  • levetid for kutterringer på TBM (Tunnel Boring Machine ), Cutter Life Index
  • slitasje i forbindelse med tunneldriving i løsmasser (Soil Abrasion Test, SAT)

Mer en 3200 prøver fra 50 land har blitt testet og registrert i SINTEF/NTNUs databaser.
Testene har vist seg å være meget gode verktøy for å oppnå optimale estimat av tid og kostnad ved tunneldriving, og har blitt benyttet i store internasjonale undergrunnsprosjekter. Ingeniørgeologisk laboratorium ved SINTEF/NTNU er det internasjonale referanselaboratoriet for testmetodene, og metodene og indeksene er registrerte varemerker. Beregnede indekser fra dette laboratoriet er unike og pålitelige.

Jernbaneutbygging setter Norge på TBM-kartet

Det er for tiden stort fokus på tunneldriving med TBM i Norge. Etter mange år uten et eneste tunnelprosjekt med TBM-teknologi, vil de planlagte jernbaneutbyggingene av Follobanen og Ulriken, og den pågående kraftverksutvidelsen i Røssåga, for alvor sette Norge på TBM-kartet igjen. Pålitelig estimering av forventet forbruk av kutterringer er helt avgjørende for beregning av kostnad og tid i forbindelse med TBM-prosjekter.

Ny test måler slitasje på boreverktøyet og bergets motstand mot boreinntrengning

SINTEF og NTNU har, i forbindelse med FoU-prosjektet Fast-TUNN (Future Advanced Steel Technology for Tunneling) utviklet en helt ny og meget lovende testmetode som har fått betegnelsen Rolling Indentation Abrasion Test eller RIAT. De eksisterende metodene for estimering av kutterringslitasje benytter som regel det som på engelsk betegnes som "sliding abrasion", mens den nye testmetoden benytter miniatyrkutterringer som ruller over bergartsprøven og penetrerer overflaten (rolling abrasion and indentation) på samme måte som en TBM bryter berget. I tillegg til å måle slitasjen som blir påført kutterringene, gir den nye testen også muligheten til å måle penetrasjonsdybden, noe som gir et samtidig mål for bergartens motstandsdyktighet mot boreinntrengning.

Bestemmer svelleegenskaper

I tillegg til borbarhetsundersøkelser er det ingeniørgeologiske laboratoriet også anerkjent for bestemmelse av svelleegenskaper til både løsmasser og bergarter. Egenutviklede og spesialiserte testmetoder danner basisen for kompetansen, og inkluder i dag tester for bestemmelse av fri svelling, svelltrykk under konstant volum samt svelling av bergartsprøver i tre retninger. Det har i de senere årene vært en markant økning i antall sleppeprøver som analyseres ved dette laboratoriet. I tillegg har laboratoriet i de senere årene analysert et stort antall prøver av svellende bergartsmateriale fra internasjonale vannkraftprosjekter hvor man har opplevd store problemer med stabilitet.

Laboratorieleder