Mapping quick clay using airborne resistivity measurements

Purpose: One of the major soil problems that the construction industry may face is the presence of a certain type of highly sensitive marine clay, known as quick clay. The quick clay possesses properties that allow the clay to move from being relatively stable to on mechanical impact losing virtually all shear strength and act as a viscous mass. The majority of the Swedish, Norwegian and Canadian landslides, caused by quick clay, have caused significant consequences due to lack of bearing capacity of quick clay. In order to prevent these landslides knowledge about where there is quick clay is required. A large-scale mapping work has therefore been ongoing for a long time. The government has for some time been researching how to streamline mapping work and the result has shown a connection between quick clay attendance and increased resistivity. The purpose of this study is to develop a theoretical framework for areas with higher risk for presence of quick clay based on linking the resistivity to geotechnical properties. Method: The study has mainly applied quantitative data collection methods in the form of data analyzes combined with literature studies. Measurement data used in the study comprise of data collected through geotechnical and geophysical surveys. Literature studies have mainly been supported by reports from previous research in the field. Result: The result of the study points to a variety of geological factors that can give rise to increased risk of quick clay existence such as good permeability, artesian groundwater and uneven mountain subsidence etc. The study also shows a possible link between resistivity and sensitivity. Consequences: The study demonstrates the possibility of linking resistivity to the geotechnical property sensitivity to facilitate and streamline the mapping of quick clay through airborne resistivity measuring. Limitations: The study is limited to studying two research areas in south western Sweden, Strömstad and Lödöse. The study intends to examine the evidence from previous surveys and no further supplementary studies are conducted. The work is also delimited to study the geotechnical and geophysical properties of quick clay (in terms of resistivity). Chemical aspects are not taken into account.Syfte: Ett av de större markproblem bygg- och anläggningsbranschen kan tvingas stå inför är förekomsten av en viss typ av högsensitiv havsavsatt lera, kallad kvicklera. Kvickleran besitter egenskaper som innebär att leran kan gå från relativt stabil till att vid mekanisk påverkan förlora praktiskt taget all sin skjuvhållfasthet och uppträder som en trögflytande massa. Majoriteten av de svenska, norska och kanadensiska lerskred som medfört betydande konsekvenser har varit ett resultat av kvicklerans bristande bärighet. För att förebygga dessa kvickleraskred krävs vetskap om var kvicklera förekommer. Ett omfattande kartläggningsarbete har därför pågått under en lång tid. Staten har under en tid bedrivit forskning för att effektivisera kartläggningsarbetet och resultatet har visat på ett samband mellan kvickleraförekomst och förhöjd resistivitet. Syftet med detta examensarbete är att ta fram ett teoretiskt ramverk för områden med större risk för förekomst av kvicklera baserat på att koppla samband mellan resistivitet och geotekniska egenskaper i form av vattenkvot, sensitivitet och densitet. Metod: I studien har i huvudsak kvantitativa datainsamlingsmetoder i form av dataanalyser tillämpats i kombination med litteraturstudier. Mätdatat som studien omfattar är insamlad via geotekniska och geofysiska undersökningar, litteraturstudierna har främst tagit stöd i rapporter från tidigare forskning inom området. Resultat: Resultatet pekar på en rad olika geologiska faktorer som kan ge upphov till ökad risk för kvickleraförekomst, exempelvis god permeabilitet, artesiskt grundvatten samt ojämn bergunderyta etc. Studien visar även på en möjlig koppling mellan resistivitet och sensitivitet. Konsekvenser: Studien visar på möjligheten att koppla resistivitet till den geotekniska egenskapen sensitivitet för att underlätta och effektivisera kartläggningen av kvicklera genom flygburna resistivitetsmätningar. Begränsningar: Uppsatsen begränsas till att studera två undersökningsområden i sydvästra Sverige, Strömstad och Lödöse. Studien avser granska underlag från tidigare utförda undersökningar och inga ytterligare kompletterande undersökningar har utförts. Arbetet avgränsas till att studera kvicklerans geotekniska egenskaper samt dess resistivitetsegenskaper. Arbetet tar således inte hänsyn till kemiska aspekter