The challenges associated with laboratory scale physical modelling of high-plasticity spoil materials

• Autorzy: Garala Thejesh Kumar , Cui Ge , Kantesaria Naman , Heron Charles M. , Marshall Alec M.

Warianty tytułu

PL

Wyzwania związane z modelowaniem fizycznym w skali laboratoryjnej materiałów o wysokiej plastyczności ze zwałowisk pogórniczych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Characterisation of spoil (surface mine overburden) material is essential when investigating geotechnical issues associated with the spoil, e.g., for investigating the stability of pit lakes formed with spoil or spoil-structure interaction for any structures built on the spoil as part of sustainable developments. A significant proportion of spoils found across European countries are classified predominantly as silty clay with significant plasticity index and low permeability. In this paper, the difficulties associated with laboratory testing of highly plastic spoil materials obtained from different post-mining sites within Europe are discussed. The issues associated with small-scale laboratory testing of field spoil samples, development of an equivalent spoil for performing physical modelling tests, and the difficulties of centrifuge tests with spoil models are discussed in detail.

PL

Charakterystyka odpadów pogórniczych (nadkładu kopalni odkrywkowych) jest niezbędna przy badaniu zagadnień geotechnicznych związanych ze zwałowiskami, np. w celu zbadania stabilności pokopalnianych zbiorników wodnych utworzonych ze zwałowanych materiałów lub interakcji zwałowisko-konstrukcja budowlana dla wszelkich konstrukcji zbudowanych na zwałowisku w ramach zasady zrównoważonego rozwoju. Znaczna część materiału zwałowego występującego w krajach europejskich jest klasyfikowana głównie jako ił pylasty o znacznym wskaźniku plastyczności i niskiej przepuszczalności. W niniejszej pracy omówiono trudności związane z badaniami laboratoryjnymi wysoce plastycznych materiałów pogórniczych uzyskanych z różnych terenów pokopalnianych w Europie. Szczegółowo omówiono zagadnienia związane z badaniami laboratoryjnymi w małej skali próbek materiału pobranego w terenie, opracowaniem materiału równoważnego do przeprowadzenia modelowania fizycznego oraz trudności związane z badaniami w wirówce geotechnicznej modeli materiałów zwałowych.

Słowa kluczowe

EN

centrifuge; laboratory testing; physical modelling; spoil

PL

wirówka; badania laboratoryjne; modelowanie fizyczne; zwałowisko

• Wydawca: Instytut Górnictwa Odkrywkowego "Poltegor-Instytut"
• Czasopismo: Górnictwo Odkrywkowe
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 63, nr 3
• Strony: 10--15
• Opis fizyczny: Bibliogr.11 poz.

Twórcy

autor

Garala Thejesh Kumar

• Faculty of Engineering, University of Nottingham, United Kingdom

autor

Cui Ge

• Faculty of Engineering, University of Nottingham, United Kingdom

autor

Kantesaria Naman

• Faculty of Engineering, University of Nottingham, United Kingdom

autor

Heron Charles M.

• Faculty of Engineering, University of Nottingham, United Kingdom

autor

Marshall Alec M.

• Faculty of Engineering, University of Nottingham, United Kingdom

Bibliografia

• [1] Garala T. K., Cui G., Kantesaria N., Heron C., and Marshall A. (2022a). Uniform compacted models for centrifuge testing of plastic fine-grained soils. 10th International Conference on Physical Modelling in Geotechnics, Daejeon, Korea.
• [2] Garala T. K., Cui G., Kantesaria N., Heron C., and Marshall A. (2022b). Characterising spoil materials and developing an equivalent spoil material for physical model tests. Sustainability, risk assessment and revitalization of post-mining pits and spoil dumps. RAFF and SUMAD projects’ achievements, Wrocław, Poland.
• [3] Hudacsek P., Bransby M.F., Hallett P. D., Bengough A. G. (2009) Centrifuge modelling of climatic effects on clay embankments Proceedings of the Institution of Civil Engineers: Engineering Sustainability, 162(2), 91-100.
• [4] Ling, H. I., Wu, M.-H., Leshchinsky, D., and Leshchinsky, B. (2009). Centrifuge modeling of slope instability. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 135(6), pp. 758-767.
• [5] Ling, H. and Ling, H.I. (2012). Centrifuge model simulations of rainfall induced slope instability. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 138 (9), pp. 1151 - 1157.
• [6] Masoudian, M. S., Zevgolis, I. E., Deliveris, A. V., Marshall, A. M., Heron, C. M., & Koukouzas, N. C. (2019). Stability and characterisation of spoil heaps in European surface lignite mines: a state-of-the-art review in light of new data. Environmental Earth Sciences, 78(16), 1-18.
• [7] Springman, Sarah. (1989). Lateral Loading on Piles Due to Simulated Embankment Construction. PhD Thesis, University of Cambridge, Cambridge.
• [8] Take, A. and Bolton, M. D. (2004). Identification of seasonal slope behaviour mechanisms from centrifuge case studies. Advances in Geotechnical Engineering: Proceedings of the Skempton Conference (Jardine R. J., Potts D. M. and Higgins K. G. (eds)). Thomas Telford, London, 2004, 2, 992-1004.
• [9] Zevgolis, I. E., Theocharis, A. I., Deliveris, A. V., Koukouzas, N. C., Roumpos, C., & Marshall, A. M. (2021). Geotechnical characterization of fine-grained spoil material from surface coal mines. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 147(7), 04021050.
• [10] Zhang,G., Qian, J., Wang, R., and Zhang, J.M. (2011). Centrifuge model test study of rainfall-induced deformation of cohesive soil slopes. Soils and Foundations, Vol. 51 (2), pp. 297 - 305.
• [11] Zhang, G., Wang, R., Qian, J., Zhang, J.M., and Qian, J. (2012). Effect study of cracks on behavior of soil slope under rainfall conditions, Soils and Foundations, Vol. 52(4), pp. 634-643.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).