Research on the influence of the applied stone column formation method on the consolidation time of the surrounding soil

• Autorzy: Kanty P.

Warianty tytułu

PL

Badania wpływu technologii formowania kolumny kamiennej na czas konsolidacji jej otoczenia

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Dynamic replacement (DR) and vibro replacement (VR) are the most common methods of stone column formation applied in Poland. A stone column acting as a drain is considered as a method of speeding up the soil consolidation process. However, the influence of the column formation process itself on the consolidation time is unknown. Dynamic effects as well as the destruction of soil structure taking place during DR column formation may extend the time of soil consolidation in comparison to less invasive methods, like vibro replacement. To verify this thesis, laboratory model tests of three VR columns and three DR columns were conducted at the geometric scale 1:40. Weak soil was imitated with very soft clay and the column material – with gravel. In order to identify phenomena occurring during the investigation, the clay itself was tested as well and FEM was applied. The initial parameters used in the numerical analyses were taken from standard laboratory tests.

PL

W Polsce kolumny kamienne kształtuje się najczęściej metodą wymiany dynamicznej lub wibrowymiany. Uznaje się, że kolumna kamienna pracująca jako dren przyspiesza proces konsolidacji podłoża. Nie wiadomo jednak, jak proces sam formowania kolumny wpływa na czas konsolidacji. Możliwe, iż efekty dynamiczne ,jak i zniszczenie struktury gruntu, towarzyszące wbijaniu kolumn w metodzie wymiany dynamicznej, wydłużają czas konsolidacji podłoża w odniesieniu do technik mniej inwazyjnych, jak na przykład wibrowymiana. W celu weryfikacji tej tezy wykonano laboratoryjne badania modelowe trzech kolumn wibrowymiany i trzech kolumn wbijanych. Badania wykonano w skali geometrycznej 1:40. Za grunt słaby posłużyła miękkoplastyczna glina, za materiał kolumn żwir. W celu lepszej identyfikacji zjawisk zachodzących podczas badań wykonano również badanie samej gliny bez kolumny oraz posłużono się metodą elementów skończonych. Parametry wyjściowe do analiz numerycznych uzyskano ze standardowych badań laboratoryjnych.

Słowa kluczowe

EN

dynamic replacement method; rammed stone column; psychical modelling

PL

wymiana dynamiczna; wbijane kolumny kamienne; badania modelowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 110, z. 1-Ś
• Strony: 49--61
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wz., tab., wykr., fot.

Twórcy

autor

Kanty P.

• Department of Geotechnics and Roads, Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology

Bibliografia

• [1] Asalemi Ali Amini, Application of seismic cone for characterization of ground improved by vibro-replacement, PhD Thesis, Teheran 2006.
• [2] Castro J., Sagaset C., Consolidation around stone columns. Influence of kolumn deformation, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 33, 2009, 851-877.
• [3] Castro J., Sagaset C., Deformation and consolidation around encased stone columns, Geotextiles and Geomembranes 29, 2011, 268-276.
• [4] Dheeerendra Babu M.R., Nayak S., Shivashankar R., A critical review of construction, analysis and behaviour of stone columns, Geotech Geol Eng, 2013, 1-22.
• [5] Duncan J.M., Chang C.Y., Nonlinear analysis of stress and strain in soils, Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 96 (SM5), 1970, 1629-1653.
• [6] Gryczmański M., Methods of analyzing bearing capacity and settlements of soil strengthened with stone columns, Inżynieria Morska i Geotechnika, Vol. 5, 1993, 224-231.
• [7] Hughes J.M.O., Withers N.J., Reinforcing of soft cohesive soils with stone columns. Ground Engineering, Vol. 7, No. 3, 1974, 42-49.
• [8] Kwiecień S., Theoretical and experimental analysis of soil strengthening with the use of dynamic replacement method, PhD Thesis, Politechnika Śląska, Gliwice 2008.
• [9] Kwiecień S., Sękowski J., Stone columns formed with dynamic replacement technology, Monograph, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2012.
• [10] McCabe B.A., McNeil J.A., Black J.A., Ground improvement using the vibro-stone column technique, Paper presented at the Joint meeting of Engineers Ireland West Region and the Geotechnical Society of Ireland, NUI Galway, 15.03.2007, 1-12.
• [11] Priebe H., The design of vibro replacement, Technical Paper – reprint from Ground Engineering, 1995.
• [12] Sękowski J., Kwiecień S., Dynamic replacement. Practical aspects of the use in roads engineering, Magazyn Autostrady, Vol. 10, 2010, 24-128.
• [13] Sękowski J., Grzesik B., Consolidation of subsoil reinforced with dynamic stone columns – laboratory tests, Roczniki Inżynierii Budowlanej – Zeszyt 8/2008, 67-70.
• [14] Sękowski J., Grzesik B., Influence of driven stone columns on water content of the strengthened subsoil, Problemy geotechniczne i środowiskowe z uwzględnieniem podłoży ekspansywnych, Bydgoszcz 2009, 201-207.
• [15] Sękowski J., Kwiecień S., Kanty P., The influence of the rammed stone kolumn formation on strength parameters of the surrounding soil, Budownictwo i Inżynieria Środowiska 4/2013, 301-308.
• [16] Terzaghi K., Erdbaumechanik auf Bodenphysikalischer Grundlager, Deuticke Vienna,Austria 1925.
• [17] Zimmermann Th., Truty A., Podleś K., Z_Soil.PC 2009 Manual.