Mechanical properties of soils in internal waste bank of lignite mines and their primary characteristics

• Autorzy: Wierzbicki Jędrzej , Stefaniak Katarzyna , Hofman Anita

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2024.149855

Warianty tytułu

PL

Właściwości mechaniczne gruntów zwałowiska wewnętrznego kopalni węgla brunatnego a ich cechy pierwotne

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The modern development of urban areas is related to, among others, the location of industrial facilities on the outskirts of cities. More and more often, commercial buildings are founded on areas that have not been used for construction so far. Such areas include, among others: reclaimed lignite mine banks in the Konin region. The man-made soil is a chaotic mixture of fragments of glacial tills and Pliocene clays, often exceeding 20 m in thickness, which is naturally consolidated over time. Due to the method of formation of the embankment, despite the fact that banks are made of natural soil, their strength and deformation characteristics clearly differ from those characteristic of lithologically similar soils deposited as a result of geological processes. In this case, the use of a standard test approach may overestimate the strength and stiffness of the soil. Due to the complex structure of the bank in-situ tests were used for geotechnical exploration: CPTU and FVT, as well as laboratory tests in a triaxial apparatus and an oedometer. The results were compared with the results of studies conducted in similar naturally deposited soils. The obtained results provide valuable geotechnical characteristics of the embankment soil, which in its large fragments is built of natural soil clasts. The obtained results indicate a relatively small change in the geotechnical properties of the soils incorporated into the embankment within individual clasts of the natural soil (on a local scale) and a clear deterioration in the scale of the entire embankment, treated as the impact zone of building structures.

PL

Współczesny rozwój obszarów miejskich związany jest m.in. z lokalizacją obiektów przemysłowych na obrzeżach miast. Coraz częściej budynki komercyjne posadawiane są na terenach dotychczas niewykorzystywanych pod budownictwo. Do takich obszarów należą m.in. zrekultywowane hałdy kopalni węgla brunatnego w rejonie konińskim. Zwałowany grunt jest chaotyczną mieszaniną fragmentów glin polodowcowych i iłów plioceńskich, często przekraczającą 20 m miąższości, która z czasem ulega naturalnej konsolidacji. Sposób powstawania zwałowiska powoduje, że mimo iż hałdy wykonane są z gruntu naturalnego, ich charakterystyka wytrzymałościowa i odkształceniowa wyraźnie odbiega od tej, charakterystycznej dla podobnych litologicznie gruntów deponowanych w wyniku procesów geologicznych. W takim przypadku zastosowanie standardowego podejścia badawczego może spowodować przeszacowanie wytrzymałości i sztywności gruntu. Ze względu na złożoną strukturę zwałowiska do rozpoznania geotechnicznego wykorzystano badania in situ: CPTU i FVT oraz badania laboratoryjne w aparacie trójosiowego ściskania i edometrze. Wyniki porównano z rezultatami badań prowadzonych w podobnych gruntach zdeponowanych naturalnie. Uzyskane wyniki dają cenną charakterystykę geotechniczną gruntu nasypowego, który w swoich dużych fragmentach zbudowany jest z klastów gruntu naturalnego. Uzyskane wyniki wskazują na stosunkowo niewielką zmianę właściwości geotechnicznych gruntów inkorporowanych w zwałowisko w obrębie poszczególnych klastów gruntu rodzimego (w skali lokalnej) i wyraźne ich pogorszenie w skali całego zwałowiska, traktowanego jako strefa oddziaływania obiektów budowlanych.

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 70, nr 2
• Strony: 135--148
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., il.

Twórcy

autor

Wierzbicki Jędrzej

• Institute of Geology, Adam Mickiewicz University, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-1447-623X

autor

Stefaniak Katarzyna

• Institute of Geology, Adam Mickiewicz University, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-4016-407X

autor

Hofman Anita

• Institute of Geology, Adam Mickiewicz University, Poznań, Poland

• https://orcid.org/0009-0004-1605-8845

Bibliografia

• [1] Z. Kasztelewicz, A. Michalski, Z. Jagodziński, and P. Czaplicki, “Development of post-mining areas at KWB "Konin" in Kleczew SA”, Górnictwo i Geoinżynieria, vol. 31, no. 2, pp. 331-338, 2007 (in Polish).
• [2] M. Gilewska and K. Oremba, “The some aspects of agricultural reclamation the post-mining grounds of the Konin and Adamów Brown Coal Mines”, Ecological Engineering, vol. 19, no. 4, pp. 22-29, 2018, doi: 10.12912/23920629/93486 (in Polish).
• [3] J. Wierzbicki, K. Stefaniak, S. Wilczyński, and B. Brzeziński, “Some aspects of in situ testing of clay-glacial till mixture redeposited as man-made fills”, in Cone Penetration Testing 2022, G. Gottardi and L. Tonni, Eds. CRC Press, 2022, pp. 760-765, doi: 10.1201/9781003308829-112.
• [4] M. Widera, “Geological and mining conditions of mineral deposits in Wielkopolska opencast coal mines lignite”, Górnictwo Odkrywkowe, no. 2, pp. 91-106, 2001 (in Polish).
• [5] T. Ratajczak and E. Hycnar, Associated minerals in lignite deposits. Wydawnictwo IGSMiE PAN, 2017 (in Polish).
• [6] M. Gilewska and K. Oremba, “Revitalisation of post-mining regions in the area of the town of Konin”, Inżynieria Środowiska, no. 29, pp. 59-67, 2013 (in Polish).
• [7] ISO 22476-1 Geotechnical investigation and testing – Field testing – Part 1: Electrical cone and piezocone penetration test.
• [8] P.W. Mayne, “CPT-based prediction of footing response”, in Predicted and Measured Behavior of Five Spread Footings on Sand (GSP 41). ASCE, 1994, pp. 214-218.
• [9] ISO 17892-5 Geotechnical investigation and testing – Laboratory testing of soil – Part 5: Incremental loading oedometer test.
• [10] ISO 17892-8 Geotechnical investigation and testing – Laboratory testing of soil – Part 8: Unconsolidated undrained triaxial test.
• [11] J. Wierzbicki, “Evaluation of subsoil overconsolidation by means of in situ tests at the aspect of its origin”, Scientific dissertations no. 410, Poznań: University of Life Sciences in Poznań Publishing, 2010.
• [12] Z. Młynarek, J.Wierzbicki, and T. Lunne, “On the influence of overconsolidation effect on the compressibility assessment of subsoil by means of CPTU and DMT”, Annals of Warsaw University of Life Sciences – Land Reclamation, vol. 48, no. 3, pp. 189-200, 2016.
• [13] Z. Młynarek, J.Wierzbicki, and K. Stefaniak, “Interrelationship between undrained shear strength from DMT and CPTU tests for soils of different origin”, Geotechnical Testing Journal, vol. 41, no. 5, pp. 890-901, 2018.