2D resistivitet for kvikkleirekartlegging

Kartlegging av kvikkleireforekomster er viktig for å kunne forebygge kvikkleireskred. 2D resistivitetsmålinger vil kunne indikere hvor det finnes kvikkleire og andre sedimenter. Dette er et meget nyttig supplement til geotekniske boringer; som er den tradisjonelle metoden for kvikkleirekartlegging. NGU har gjennom forskningsprosjekter vært med å utvikle 2D resistivitetsmetoden for kvikkleirekartlegging siden 2002.
Måling av 2D resistivitet etter skredhendelsen på Byneset i januar 2012.

Resistivitetsmålinger i to dimensjoner (2D) utføres ved å legge ut kabler på bakken og knytte elektroder til disse, se figur 1. Elektrodene stikkes ned i jorda, og deretter startes en automatisk styrt måleprosess der forskjellige elektrodepar benyttes som strømelektroder mens den elektriske spenningen som oppstår måles mellom to andre elektroder. Resistiviteten kartlegges mot dypet. Måleverdiene som samles inn er tilsynelatende resistivitetsverdier for bakken, og data må derfor inverteres for å finne frem til den ”sanne” resistivitet. Når resistivitetsverdier i områder med potensiell kvikkleire skal tolkes, benytter NGU klassifiseringen vist i figur 2 som utgangspunkt. Etter supplerende undersøkelser/ sammenligning med geotekniske data, vil grensene for den aktuelle lokaliteten kunne bli justert.

Figur 2:Klassifisering av sedimenter fra resistivitetsverdier
Figur 2. Utgangspunkt for tolkning av resistivitetsverdier ved kvikkleirekartlegging. Det er gradvise overganger mellom klassene, slik det gjerne også er i sedimentene selv. Det kan også være lokale variasjoner avhengig av f.eks. porevannskjemi, metningsgrad, kornfordeling, mineralsammensetning og romlig geologi. 

Figur 3 viser et eksempel på 2D resistivitetsmålinger fra Midt-Norge. I den øverste delen (A) vises et profil av en skråning hvor det er foretatt geotekniske undersøkelser, med tolkning av grunnforholdene. Den nederste delen (B) viser et 2D resistivitetsprofil fra samme skråning som i (A). Her er blå farge stabil, saltholdig leire, grønn-gul farge potensiell kvikkleire og rød-lilla farge grove masser/fjell. Tolkningen fra figur (A) er lagt over: Det transparente laget er kvikkleireutbredelse tolket kun fra interpolasjon mellom tidligere geotekniske data. Resistivitetsprofilet viser at kvikkleira ikke er sammenhengende gjennom skråningen, men avskjæres av et saltholdig, stabilt leirlag. Slik kan 2D resistivitetsdata hjelpe/støtte tolkningen av geotekniske boredata.

Geotekniske data og 2D resistivitetsprofil fra Melhus i Midt-Norge. Figur fra NGU-rapport 2012.013
Figur 3. Geotekniske data og 2D resistivitetsprofil fra Melhus i Midt-Norge. Figur fra NGU-rapport 2012.013

2D-resistivitetsprofilene vil kunne gi informasjon om utbredelsen av ulike typer sedimenter, deres fordeling, egenskaper og eventuelt lagdeling (i grov skala), og indikasjoner om dyp til fjell. Informasjon om oppstikkende fjell og/eller andre type løsmasser enn kvikkleire, vil være svært nyttig for å forstå dreneringsforholdene og utstrekningen av et eventuelt skred. Siden profilene ofte dekker et relativt stort område, vil målingene gi en mer helhetlig forståelse av de geologiske forholdene, noe som kan ha stor betydning for bedre å kunne forutsi om leirskred kan forekomme. Det må påpekes at 2D resistivitetsmålinger ikke er en erstatning for tradisjonelle geotekniske undersøkelser som prøvetaking og sonderboringer, men metoden kan være et verdifullt supplement, særlig i en innledende fase av grunnundersøkelser.

Det finnes en rekke NGU-rapporter med data fra ulike prosjekter hvor 2D resistivitetsmålinger er utført for å kartlegge kvikkleireforekomster (link opp rapportene/pdf'er):

  • Buvika (Sør-Trøndelag): 2006.006
  • Finneidfjord (Nordland): 2008.032
  • Rissa (Sør-Trøndelag) (3 stk): 2010.045, 2012.018, 2012.025
  • Namsos (Nord-Trøndelag): 2010.046
  • Melhus (Sør-Trøndelag): 2008.084, 2012.013, 2014.022
  • Byneset (Sør-Trøndelag): 2012.025, 2015.002

I tillegg er det laget en veileder for bruk av 2D resistivitetsmålinger i potensielle kvikkleireområder:

  • NGU rapport 2010.048

Samt et atlas som viser resistivitetsmodellering av løsmasser

  • NGU rapport 2010.047