Prediction of CPTu static sounding parameters based on DPH dynamic probing heavy test on the example of “the Praski terrace” sands in Warsaw

• Autorzy: Zawrzykraj Piotr Zbigniew , Bąkowska Anna

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2024.148915

Warianty tytułu

PL

Prognoza parametrów sondowania statycznego CPTu w oparciu o sondowanie dynamiczne DPH na przykładzie piasków tarasu praskiego w Warszawie

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper attempts to relate the parameters obtained from CPTu static sounding and DPH dynamic test conducted in non-cohesive alluvial deposits of the Vistula River. The investigation was carried out in eight test stations located on the left bank of the Vistula River in Warsaw. The presented theses were based on the results of static CPTU and dynamic DPH tests obtained at 8 test stations. Additionally, in order to associate the obtained sounding results to the lithological type of the tested medium, drillings and grain size analyses were performed. The correlation of the different test methods stems from the need to identify and explain observed discrepancies against the background of different geological conditions, such as moisture content or grain size distribution. The comparative analysis of the parameters obtained from static and dynamic probing, is relevant to the alluvial sediments formed the lower over-flood terrace (called “the Praski terrace”) of Warsaw. Based on the comparison this paper proposes a correlation between the cone penetration resistance the sleeve friction and the number of blows, expressed by the functional relationship. Differences in the matching formulas were shown depending on the saturation of the tested sediments. Correlations were referred to a soil type, which enabled to specify the range of applicability of the proposed relationships. The results of the study were further used to show their diversity using statistical methods. This made it possible to assess the variability of the parameters of the non-cohesive soil, which forms a single lithogenetic unit.

PL

W artykule powiązano parametry sondowania statycznego CPTu i sondowania dynamicznego DPH w środowisku niespoistych aluwiów rzeki Wisły. Poligon badawczy zlokalizowany został w obrębie lewobrzeżnej Warszawy w rejonie osiedla Ostrobramska. Przedstawione badania reprezentowane są przez wyniki testów CPTu oraz DPH uzyskanych w 8 węzłach badawczych. Potrzeba korelowania różnych metod badawczych wynika z dążenia do ich wzajemnej walidacji, wyjaśnienia obserwowanych odstępstw na tle innych uwarunkowań, np. nawodnienia lub uziarnienia. Prezentowana analiza porównawcza parametrów sondowań statycznych i dynamicznych, odnosi się do osadów rzecznych tworzących taras nadzalewowy (tzw. praski) w Warszawie. Utwory stanowiące ośrodek badawczy zostały zakumulowane u schyłku plejstocenu. W artykule porównano dwie metody badawcze oraz przedstawiono propozycje korelacji między oporem wciskania stożka qt tarciem na tulei fs oraz liczbą uderzeń młota N10 DPH, wyrażone zależnością funkcyjną. Wykazano różnice w formułach dopasowania w zależności od nawodnienia badanych osadów. Dodatkowo dzięki temu zestawieniu można wyjaśnić rozbieżności, które pojawiają się przy ocenie stanu zagęszczenia gruntów poniżej lustra wody podziemnej metodą statyczną CPTu i dynamiczną DPH. Dzięki przedstawionym zależnością jest możliwość szerszego stosowania sondy DPH. Korelacjami nawiązano do uziarnienia, co pozwoliło uściślić zakres stosowalności zaproponowanych zależności. Wyniki badan posłużyły dodatkowo do przedstawienia ich zróżnicowania metodami statystycznymi. Umożliwiło to ocenę zmienności parametrów niespoistego ośrodka gruntowego, stanowiącego jedno wydzielenie litogenetyczne. Zaproponowano formuły korelacyjne do prognozowania skorygowanego oporu stożka qt oraz tarcia na tulei fs na podstawie liczby uderzeń N10 DPH. Propozycje te opracowano oddzielnie dla strefy aeracji i saturacji. Analiza oporów wbijania wykazała, że prowadząc ocenę zagęszczenia poniżej lustra wody powinno się korygować liczbę uderzeń, poprzez jej zwiększenie o ok. 25% aby uwzględnić wpływ strefy nasyconej na wyniki badan. Próba oceny wpływu uziarnienia na charakter korelacji nie dała zadowalających wyników. Zróżnicowanie strukturalne (zmienność uziarnienia) obecne w badanych osadach nie jest wystarczającym kryterium do różnicowania jego wpływu na postać zależności między analizowanymi narzędziami badawczymi. Dominującą rolę, która determinuje przedstawione zależności, odgrywa geneza i historia geologiczna osadów aluwialnych tarasu praskiego.

Słowa kluczowe

EN

alluvial sands; dynamic probing DPH; static sounding CPT

PL

osady rzeczne; sondowanie dynamiczne DPH; sondowanie statyczne CPT

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2024
• Tom: Vol. 70, nr 1
• Strony: 337--355
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys.

Twórcy

autor

Zawrzykraj Piotr Zbigniew

• University of Warsaw, Faculty of Geology, ul. Zwirki i Wigury 93, 02-089 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5984-051X

autor

Bąkowska Anna

• University of Warsaw, Faculty of Geology, ul. Zwirki i Wigury 93, 02-089 Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0001-6876-9877

Bibliografia

• [1] I. Bagińska, “Comparative Analysis of Cone Resistances in Cone Penetration Test (CPTu) and Dynamic Probe Heavy Test (DPH)”, Geotechnical and Geological Engineering, vol. 38, pp. 5269–5278, 2020, doi: 10.1007/s10706-020-01362-x.
• [2] J. Bażyński and Z. Frankowski, “Natural compaction of sands as a function of their genesis”, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, no. 32, pp. 3–10, 1985.
• [3] B. Czado and J. Pietras, “Comparison of the cone penetration resistance obtained in static and dynamic field tests”, AGH Journal of Mining and Geoengineering, vol. 36, no. 1, pp. 97–105, 2012. [Online]. Available: https://docplayer.net/8734336-Comparison-of-the-cone-penetration-resistance-obtained-in-static-anddynamic-field-tests.html. [Accessed: 25. Aug. 2023].
• [4] M.D. dos Santos and K.V. Bicalho, “Proposals of SPT-CPT and DPL-CPT correlations for sandy soils in Brazil”, Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, vol. 9, no. 6, pp. 1152–1158, 2017, doi: 10.1016/j.jrmge.2017.08.001.
• [5] S. Gadeikis, G. Žaržojus, and D. Urbaitis, “Comparing CPT and DPSH in Lithuanian soils”, in 2nd International Symposium on Cone Penetration Testing. Huntington Beach, CA, USA, 2010, pp. 3–22. [Online]. Available: https://www.geoengineer.org/storage/publication/18421/publication_file/2660/3-22Gadcca.pdf. [Accessed: 25. Aug. 2023].
• [6] T. Giżyński, “Określanie parametrów geotechnicznych gruntów niespoistych na podstawie sondowań sondą dynamiczną ciężką SD-50”, Inżynieria Morska i Geotechnika, vol. 1, pp. 21–27, 1999.
• [7] A. Mahler and J. János Szendefy, “Estimation of CPT resistance based on DPH results”, Periodica Polytechnica Civil Engineering, vol. 53, no. 2, pp. 101–106, 2009, doi: 10.3311/pp.ci.2009-2.06.
• [8] Z. Młynarek, J. Wierzbicki, and K. Stefaniak, “Evaluation of deformation parameters of organic subsoil by means of CPTU, DMT, SDMT”, Architecture, Civil Engineering, Environment, no. 4, pp. 51–60, 2013.
• [9] M. Ura and M. Tarnawski, “Porównanie wyników sondowań statycznych CPT i dynamicznych DPSH w gruntach niespoistych”, Inżynieria Morska i Geotechnika, no. 1, pp. 38–42, 2012.
• [10] J. Wierzbicki, Z. Młynarek, and W. Wołyński, “On the quality of CPTU results in terms of precision; a case of soft intermediate soils, AMU Morasko test site”, Przegląd Geologiczny, vol. 68, pp. 655–662, 2020, doi: 10.7306/2020.25.
• [11] G. Bartnik, R. Kuszyk, and M. Superczyńska, “Strengthening of the soft soil loaded with heavy construction traffic based on dilatometer tests”, Archives of Civil Engineering, vol. 67, no. 4, pp. 559–572, 2021, doi: 10.24425/ace.2021.138518.
• [12] P.K. Robertson, “Interpretation of cone penetration tests – a unified approach”, Canadian Geotechical Journal, vol. 46, no. 11, pp. 1337–135, 2009, doi: 10.1139/T09-065.
• [13] T. Lunne, P.K. Robertson, and J.J.M. Powell, Cone Penetration Testing in geotechnical practice. London: E&FN SPON, 1997.
• [14] PN-EN 1997-2:2009 Eurocode 7 – Geotechnical design – Part 2: Ground investigation and testing.
• [15] PN-B-04452:2002 Geotechnics-Field tests.
• [16] PN-EN ISO 22476-2:2005 Geotechnical investigation and testing – Field testing – Part 2: Dynamic probing
• [17] PN-EN ISO 22476-1:2012 Geotechnical investigation and testing – Field testing – Part 1: Electrical cone and piezocone penetration tests.
• [18] ASTM D5778-12 Standard Test Method for Electronic Friction Cone and Piezocone Penetration Testing of Soils.
• [19] Z. Sarnacka, Stratygrafia osadów czwartorzędowych Warszawy i okolic. Prace PIG, vol. 138. Warszawa: 1992.
• [20] Z. Sarnacka, Objaśnienia do Szczegółowej mapy geologicznej Polski 1:50 000: Arkusz Warszawa Wschód (524). Instytut Geologiczny, 1980.
• [21] PN-B-02480:1986 Construction soils. Definitions, symbols, division and description of soils.
• [22] PN-EN ISO-14688-1:2018 Geotechnical investigation and research – Determination and classification of soils – Part 1: Designation and description.
• [23] PN-EN ISO-14688-2:2018 Geotechnical investigation and research – Determination and classification of soils – Part 2: Principles of classification.
• [24] P.K. Robertson, R.G. Campanella, D. Gillespie, and J. Greig, “Use of piezometer cone data”, in In-Situ ’86 Use of In-situ testing in Geotechnical Engineering. ASCE, 1986, pp. 1263–1280.
• [25] P.K. Robertson, “Soil classification using the cone penetration test”, Canadian Geotechical Journal, vol. 27, no. 1, pp. 151–158, 1990, doi: 10.1139/t90-014.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).