Text: Lars-Olof Tandberg

När årets Bergdagar inleddes med Bergmekanikdagen berättade Lars Jacobsson från RISE om ett projekt som undersökt mekaniska egenskaper hos stora sprickor i kristallint berg. Utöver ökad kunskap har projektet resulterat i fler högkvalitativa metoder för undersökning och analys, en utrustning för skjuvprovning i laboratoriemiljö och en metod för tillverkning och kvalitetssäkring av replikor av bergsprickor.

Lars Jacobsson konstaterade att det funnits en kunskapslucka kring de mekaniska egenskaperna hos stora sprickor i berg på stora djup.

– Det har gjorts få experiment på stora sprickor och små djup och inga experiment på stora sprickor och stora djup. Det finns blandade slutsatser kring storlekseffekter i tidigare studier och dagens modeller bygger på gamla experiment och låga normalspänningar.

Projektet har gjorts i två faser och resultat från första fasen, som främst var inriktad på in situ-experiment och numerisk modellering, visade att in situ-experiment är dyra och innebär dålig kontroll över experiment och mätningar. I fas två fokuserades därför på laboratorieexperiment som ger bättre kontroll över randvillkor och mätningar.

Projektets mål var bland annat att ta fram data från normalbelastnings- och skjuvförsök i kontrollerad laboratoriemiljö för att kunna generera resultat med hög kvalitet. Provningar har genomförts på naturliga och draginducerade sprickor i granitprover i tre storlekar, 35×60 mm, 70×100 mm och 300×500 mm, samt replikor av bergsprickor (70×100 mm), under representativa spänningsförhållanden som råder på stora djup vid kontrollerade laboratorieförhållanden.

– Vi utvecklade en ny utrustning för skjuvförsök för stora bergsprickor, som kan ta prover upp till 400×600 millimeter. I den kan prover belastas med höga skjuvkrafter som motsvarar villkoren som är djupt ner i en bergmassa, berättade Lars Jacobsson.

Karakteriseringar genomfördes före, under och efter skjuvförsök med hjälp av högupplöst optisk skanning, kontakttrycksmätningar, lokala mätningar av sprickdeformationer med hjälp av Digital Image Correlation (DIC) och akustiska emissionsmätningar under skjuvförsöken.

Nya metoder

Projektet har resulterat i en stark forskningsinfrastruktur för studier av mekaniska egenskaper hos bergsprickor. Det har även gett en unik utrustning för skjuvprovning av stora sprickor och en metod för tillverkning och kvalitetssäkring av replikor av bergsprickor.

– Det har även gett branschen fler högkvalitativa metoder för undersökning och analys samt fler personer med expertis kring området.

Projektet har gett djupare kunskap om mekaniska processer i sprickor under skjuvning och ny kunskap om hur storleken påverkar sprickors mekaniska egenskaper.

– Experimenten har även genererat stora mängder data som kan användas för att utveckla nya modeller och även vara till nytta för fortsatta analyser och studier. Nästa steg är att göra en samanalys av alla mätresultaten, för att bättre kunna förstå vad som händer inuti sprickorna, sa Lars Jacobsson.

På bilden: – Vi utvecklade en ny utrustning för skjuvförsök för stora bergsprickor, som kan ta prover upp till 400×600 millimeter. I den kan prover belastas med höga skjuvkrafter som motsvarar villkoren som är djupt ner i en bergmassa, berättade Lars Jacobsson på Bergdagarna 2026.

Bild: Lars-Olof Tandberg