2. Hegðan mós

2.1. Almennt

Mór er „lifandi“ massi og margir þættir hafa áhrif á eiginleika hans. Oftast er hægt að spá fyrir um þjöppun og sig vegna nýrra og eldri vega en önnur áhrif sem erfitt er að eiga við, t.d.vegna vinnu við afvötnun í nágrenni, óvenju þurr sumur, breytinga í grunnvatnsyfirborði mósins o.s.frv. geta líka átt sér stað. Um slíka framtíðaratburði er erfitt að spá við hönnun og byggingu og því er aldrei hægt að tryggja ástand vega um mýrlendi til langrar framtíðar.

2.2. Sig, þétting, þjöppun og hliðartilfærsla

Skilgreina má þéttingu, þjöppu, hliðartilfærslu og sig á eftirfarandi hátt:

Þétting -Consolidation: Ferlið sem á sér stað þegar jarðvegur minnkar í rúmmáli þegar vatn þrýstist út úr honum

Þjöppun-Compression : Ferlið sem á sér stað þegar agnir eða trefjar í jarðvegi pressast saman

Skrið-Lateral displacement: Hliðarhreyfing vegna skúfáraunar í jarðvegi við álag. Hreyfing eykst með lægri öruggismörkum (sjá kafla 5.2).

Sig: Lóðrétt breyting á yfirborði jarðvegsmassa við álag, t.d. veg eða byggingu. Sigið skyldi vera summa þéttingar, þjöppunar og áhrif hliðartilfærslu.

Mór getur þétts, þjappast og sigið á tvo vegu við álag.

a) Hægt, með jafnri þéttingu og þjöppun, mórinn fær tíma til að bregðast við auknu álagi. Mælt er með slíkri aðferð þegar vegur er lagður um mósvæði þar sem hún gefur mónum kost á að auka styrk sinn og burðarþol.

b) Hratt, án breytingar á rúmmáli, með hraðri dreifingu og skriði í mónum sem veldur því að mórinn gefur eftir. Mór er mjög viðkvæmur fyrir „skúfáraun“ (shear overstress) og því þarf að stýra gætilega því álagi sem á hann er lagt til þess að halda álaginu innan styrkramma hans.

Venjulegu ferli þéttingar, þjöppunar og sigs mós má skipta í þrjú stig, „augnabliks sig“, „forþétting-skammtímasig“ og „annarsstigs þjöppun – langtímasig“. Fjórða stigið „þriðjastigs sig“ er einnig nefnt í sumum heimildum og er það tekið með í þessari umfjöllun.

Augnablikssig (a)

Þétting holrýmis eða „augnabliks“ sig á sér stað um leið og álag er sett á mó, en venjulega fellur þetta sig saman með skammtímasigi við mælingar sigs þar sem nánast ómögulegt er að mæla hana sérstaklega. Samt sem áður er slíkt sig sett fram sem fræðilegt frumsig upp á 0,05 m við upphaf tíma-áraunar línuritins hér fyrir neðan.

Skammtímasig (b)

Mór er mjög gegndræpur í náttúrulegu umhverfi og umfang skammtímasigs (e. primary consolidation) undir stýrðu álagi er venjulega mikið og tímabil sigs stutt, venjulega nokkrir dagar. Á meðan á byrjunarstigi álags stendur liggur nýja álagið á frjálsu vatni og beinagrind mósins innan mósins sem er undir álagi. Eftir því sem mórinn veitir meiri mótstöðu gegn álaginu þjappast trefjauppbygging gróðurleyfa saman og styrkist og hluti af álaginu færist aftur yfir í frjáls vatn sem skapar staðbundna hækkun í grunnvatnsþrýstingi. Grunnvatnið sem nú er undir þrýstingi leitar í minni þrýsting á nærliggjandi mó sem ekki er undir álagi sem veldur því að álagið er á ný fært yfir í mómassan með frekara sigi og bætingu í styrk og álagstilfærslu.

Venjulega á stór hluti af skammtímasiginu sér stað á meðan fyllingarlag er keyrt út og fljótt þar á eftir, umfang þess ræðst af þyngd fyllingar og þykkt mólagsins og annara samanþjappanlegra jarðvegslaga sem til staðar eru.

Langtímasig (c)

Á langtímasigs ferlinu færist álagið á móinn en frekar frá vatninu innan massans á trefjarnar í mónum þegar mórinn heldur áfram að bregðast við álaginu. Almennt er talið að langtímasigið sé línulegt miðað við lógaritmískan tíma og niðurstaðan af því að gróðurleifar innan mósins færast til og endurraða sér til þess að mynda þéttara net. Með samþéttingu leifanna lokast holrými og gegndræpi mósins minnkar.

Þriðjastigs sig (d)

Nokkrir fræðimenn leiða líkum að „þriðjastigs sigi“ í mó þar sem hraði annarsstigs sigs eykst á lógaritmískum tímaskala yfir ákveðið tímabil þar til það hverfur. Hugmyndin er að slíkt hröðun ráðist af eiginleikum stærri pora (macropores) og minni pora (micropores) en liggur venjulega utan þess sem almennt telst til verkfræðilegrar hönnunar.

Hliðartilfærsla (e)

Í atviksrannsóknum er hliðarhreyfing undir fláa fyllinga um 0.1 m. Þessi hreyfing eykur við sig sem orsakast af þjöppun mósins. Venjulega á hliðarhreyfing sér stað á fyrstu stigum og hefur almennt áhrif á jarðveg undir brún og fláa fyllingar. Hafa má stjórn á þessu sigi sem orsakast af hliðarhreyfingu ef öryggmörk eru nógu há.

Samantekt

Lýsingin hér fyrir ofan á fjórum stigum þéttingar og sigs er mjög einföld útskýring á þeim flóknu ferlum sem fara í gang þegar álag er sett á mó. Umfang frumsigs sem verður á hverjum stað er breytilegt eftir mógerð en sem þumalputtaregla má segja að skammtíma sigið sé um 50–70% af heildarsigi. Almennt er talið að langtímasig og þriðjastigssig eigi sér á 20–30 ára tímabili (eða stór hluti á allt að 10.000 dögum) þegar rætt er um veghönnun.

Eins og sjá má á ofangreindu er mikilvægt að álag sé sett á móinn hægt og í ákveðnum þrepum með biðtíma á milli til þess að mórinn fái tækifæri til þess að þéttast og mynda styrk fremur en rofna. Ef álag er sett of hratt á, þannig að mórinn nái ekki upp staðbundnum styrkt, er líklegt að hann rofni með slæmum afleiðinu. Lagning flotvegs á mó er aðeins möguleg ef hægt er að nota „útvatnaðan styrk“ mósins. Ef of mikið álag er sett of fljótt á móinn þannig að hann hafi ekki tíma til að losa uppsafnaðan vatnsþrýsting býr mórinn aðeins yfir sínum náttúrulega skúfstyrk, sem getur verið < 6 kPa. Slíkt þarf að forðast og hönnuðir vega ættu að vera meðvitaðir um að mikið skúfálag getur myndast, jafnvel undir litlum fyllingum, ef álag er sett of hratt á mómassann.

2.3. Að takast á við árstíðabundið frost, dreifðan sífrera og sífrera

Sérstökum ráðstafanir eru nauðsynlegar þegar takast þarf á við mósvæði þar sem árstíðarbundið frost, skammtíma sífreri eða sífreri á sér stað. Slíkum mó fylgja sérstakir þættir og kostir og ókostir. Kostir slíkra svæða eru að auðveldara er að grafa upp frosin jarðveg og fylla en aftur á móti eru ókostirnir þeir að óvænt sig getur átt sér stað síðsumars mörgum árum seinna þegar frosna efnið þiðnar að lokum..




Því miður er ekki hægt að spá um slíkt sig og verður það vegna sérstakra aðstæðna á þeim tíma sem það á sér stað.

Þiðnun jarðvegs verður vegna hita frá sólinni sem dökkt yfirborð vegar dregur í sig og leiðir síðan niður í undirliggjandi frosin jarðlög. Mögulegt er að byggja vegi á sífrera en þá þarf að grípa til sértækra aðgerða, svo sem að koma fyrir einangrun undir veginum, til þess að varna því að undirliggjandi jarðefni þiðni.