ÄûÃʵ¼º½

Väitöskirjan nimi: A Reliability Framework for Low-Carbon Column-Stabilised Ground

³Õä¾±³Ù³Ù±ð±ô¾±Âáä: Alejandra Lopez Ramirez
³Õ²¹²õ³Ù²¹±¹Ã¤¾±³Ù³ÙäÂáä: Dosentti Marco D’Ignazio, Tampereen yliopisto
Kustos: Senior Advisor Leena Korkiala-Tanttu, Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulu 

Tämän väitöskirjan tavoitteena oli löytää keinoja vähentää syvästabiloinnin päästöjä pehmeille saville rakennettavien tiepenkereiden suunnittelussa siten, että rakenteiden toimivuus käyttötilassa säilyy. Tutkimus yhdistää laboratoriokokeita, numeerista mallinnusta ja todennäköisyyspohjaista analyysiä. Se tarkastelee sekä vähähiilisten sideaineiden mekaanista suorituskykyä että luotettavuuteen perustuvan suunnittelun roolia tarpeettoman konservatiivisuuden vähentämiseksi painumalaskelmissa.

Tulokset osoittavat, että perinteinen ominaisarvoihin perustuva käyttötilamitoitus on usein hyvin varovainen. Painuma-arviot sijoittuvat tyypillisesti jakaumien ääripäihin, noin 3–5 keskihajonnan päähän keskiarvosta. Tämä voi johtaa tarpeettomiin stabilointeihin, suurempiin kustannuksiin ja suurempiin päästöihin, erityisesti määrämittaisten pilarien tapauksessa. Todennäköisyyspohjainen lähestymistapa mahdollistaa tasapainoisemman ja tehokkaamman suunnittelun.

Toiseksi tutkimus osoittaa, että kalkki–CEM III/A -pohjainen sideaine (Terra GTC/GTC3) on toimiva vähähiilinen vaihtoehto pehmeille, herkille ja korkean vesipitoisuuden saville, kun haetaan hyvää mekaanista käyttäytymistä erilaisilla sideaineannostuksilla. Tällaisen sideaineseoksen käyttäytyminen on samankaltaista sekä avoimissa että suljetuissa kolmiaksiaalikokeissa, mikä tarkoittaa, että kuivatusolosuhteilla on vain vähäinen vaikutus sen toimintaan.

Kolmanneksi täysmittakaavaisen penkereen tarkastelu osoittaa, että kun painumaa arvioidaan numeerisilla simuloinneilla ja luotettavuusanalyysillä ja se yhdistetään suunnittelumuuttujiin, kuten pilaripituuteen ja sideaineannokseen, voidaan materiaalin käyttöä ja päästöjä vähentää. Herkkyysanalyysit osoittavat, että painumiin vaikuttavat eniten saven kokoonpuristuvuus ja pilarien jäykkyys, kun taas pilarien lujuuden merkitys on pienempi. Erityisesti määrämittaisten pilareiden kohdalla alla olevan maaperän kokoonpuristuvuus on erityisen tärkeää.

Väitöskirja edistää meneillään olevaa tutkimusta siitä, miten luotettavuuteen perustuvia lähestymistapoja voidaan integroida geotekniseen suunnittelukäytäntöön.  Tulokset osoittavat, että todennäköisyysmenetelmiä voidaan hyödyntää käytännön suunnittelussa olemassa olevan aineiston ja kehittyneiden mallinnustyökalujen avulla.

Avainsanat: Syväsekoitus, maaperän parantaminen, tien pengerrys, käyttökelpoisuusraja, hiilipäästöt, kestävä suunnittelu

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): .

Yhteystiedot: alejandra.lopezramirez@aalto.fi