Pyry Venhon diplomityössä tutkitaan tärinöitä

Forcit mukana alan tutkimustyössä: Pyry Venhon diplomityössä tutkitaan tärinöitä

Teksti Pyry Venho ja Mari Halonen

Toukokuussa 2022 valmistui vuoden mittainen louhintatärinään keskittyvä tutkimustyö, jota Forcit, yhdessä muiden alan toimijoiden kanssa, oli mukana sponsoroimassa. Sponsorointi tapahtui räjähdetoimitusten, asiantuntijapalveluiden sekä tärinämittauskaluston muodossa. Tutkimus tehtiin diplomityönä, jonka tilasi INFRA ry:n louhintajaosto RIL 253-2010 Rakentamisen aiheuttamat tärinät -ohjeistuksen päivitysehdotuksen tueksi. Diplomityöstä ja tutkimuksesta vastasi Aalto yliopistossa opiskelujaan päättävä teekkari, Pyry Venho, ja työn ohjaajana toimi DI Tuomo Hänninen.

Työssä tutkittiin tärinää, joka syntyy louhintaräjäytysten yhteydessä. Aluksi suoritettiin alan asiantuntijoiden haastatteluilla tuettu kirjallisuuskatsaus, jossa tutkittiin, miten tärinä aiheuttaa vaurioita rakenteisiin, minkälaisia nykyisiä suomalaisia ja ruotsalaisia ohjearvoja on, mikä on niiden historia sekä sitä, miten nykyistä tärinäohjeistusta voisi edelleen parantaa. Kirjallisuuskatsauksen jälkeen tehtiin mittava empiirinen koe. Kokeessa rakennettiin testirakennus, josta mitattiin vieressä tehtyjen koeräjäytysten tärinöitä ja tarkasteltiin vaurioiden syntymistä. Mittauspisteitä oli yhteensä 12, ja koerakenne oli perustettu osittain kiinteästi kallionvaraiseksi, osittain maanvaraiseksi. Tärinää mitattiin eri puolilta rakennetta sekä lisäksi kolmesta pisteestä kalliosta. Koeräjäytyksissä mukana olivat Forcitilta räjäytysteknisinä asiantuntijoina Jarkko Manninen sekä Alvar Martiskainen sekä tärinämittarien asennuksesta vastasi konsultti, Jari-Pekka Lagerkrans.

10 m x 10 m kokoinen muottiharkoista rakennettu betonirakenne nousi Vihtiin Terrawisen murskelouhokselle.

Koeräjäytyksiä suoritettiin kolme kappaletta kahden mitatun tuotantoräjäytyksen lisäksi. Eri koeräjäytyksissä etäisyyttä pienennettiin 35 metristä 10 metriin ja momentaanista panosmäärää kasvatettiin 50 kg:sta 100 kg:aan ja edelleen 150 kg:aan. Tuotantoräjäytyksissä momentaaninen panosmäärä oli suurimmillaan 480 kg ja etäisyys reilu 100 metriä.

Kuvassa tyypillinen halkeama. Halkeamia muodostui yhteensä 11 kappaletta, joista yksi oli anturassa.

Tässä tutkimuksessa taajuuden ei todettu juurikaan muuttuvan tutkituilla etäisyyksillä, jolloin siirtymän tai taajuuden mittaus on kannattavaa suorittaa lähietäisyyksillä.

Koeräjäytyksissä huomattiin vaurioiden syntyvän louhintatärinän siirtymän arvojen mukaisesti sekä koeräjäytysten hidasteaikojen vaikuttavan tärinän taajuuteen merkittävästi. Huomattiin myös, että tärinä kallioperässä painottui pituussuuntaisiin tärinöihin, mutta rakenteeseen siirtyessä pystysuuntainen komponentti oli merkittävämpi kuin vaakasuuntaiset komponentit. Ainoa tärinän poikkeavuus rakenteessa oli seinän keskeltä mitatut tärinät. Siinä seinää vasten kohtisuora komponentti oli suurin, sillä seinä jäi värähtelemään keskeltä pidempään muihin mittauspisteisiin verrattuna.

Tässä tutkimuksessa taajuuden ei todettu juurikaan muuttuvan tutkituilla etäisyyksillä, jolloin siirtymän tai taajuuden mittaus on kannattavaa suorittaa lähietäisyyksillä. Koska työn mittaustulokset olivat monipuolisia ja testijärjestelyt sekä koerakennukset oli tehty tutkimukselle tyypilliseen tapaan tarkasti ja standardien mukaisesti, on aineistossa paljon dataa, jota voidaan vielä jatkossa hyödyntää. Kerättyjä mittaustuloksia tullaan todennäköisesti hyödyntämään mahdollisissa jatkotutkimuksissa, joita tullaan teetättämään myöhemmin INFRA ry:n toimesta.

Työ on saatavilla julkaisemisen jälkeen AaltoYliopistosta sekä suoraan työn tekijältä, Pyry Venholta pyry.venho@ains.fi. y

INFO: Mukana mahdollistamassa tutkimustyötä Infra ry:n louhintajaoston lisäksi ovat olleet: Bergwerk, Forcit Explosives, Forcit Consulting, Terrawise, Destia, Rudus, Lammi, A-Insinöörit sekä Louhintakonsultit.