Liquid consistency of organic soils under the bridge construction

• Autorzy: Kacprzak Grzegorz , Pietrzykowski Paweł , Veinović Želmir

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.137162

Warianty tytułu

PL

Płynna konsystencja gruntów organicznych pod projektowanym mostem drogi ekspresowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents the case study of geotechnical investigations reporting connected with expert’s opinion on undrained shear strength of organic sediments in the river valley at the north of Poland according to reinforcement methodology of c.a. 0,7 km highway embankment. Diversification of primary results caused additional research which revealed and confirmed liquid consistency of organic soils - several meters of organic and calcareous sediments - gyttja under the thin cover of peat. The main goal of the paper is a discussion on standardization of consistency of organic soils itself and additionally to point out very rare possibility of liquid consistency, finally not pointed in International Standards ISO 14688. The application of Atterberg limits in organic sediments is moot but even organic soil with water content higher than liquid limit can’t be classified and interpreted as very soft with description as soil which exudes between the fingers when squeezed in the hand. Such identification is practically impossible when it’s hard to squeeze because of gravitationally leaking through the fingers.

PL

Artykuł przedstawia analizę przypadku, w której podjęto się weryfikacji warunków gruntowych podłoża projektowanej budowy drogi ekspresowej w północnej Polsce. Zadanie projektowe utrudniła istotna rozbieżność w modelu geologicznym i parametryzacji geotechnicznej udokumentowanych gruntów organicznych w dolinie rzecznej na odcinku ok. 700 m, uwzględniającym posadowienie mostu w centralnym odcinku doliny. Rozpoznane w podłożu torfy i namuły w stanie na granicy plastycznego i miękkoplastycznego z kolejnymi etapami weryfikacji rozszerzono w modelu geologicznym o wydzieloną niezależnie warstwę gytii. Przypisywane gytiom parametry stanu aktualizowano na miękkoplastyczny i bardzo miękkoplastyczny aż do wartości stopnia plastyczności IL>1,0 (w świetle nomenklatury bieżących standardów klasyfikacyjnych wskaźnika konsystencji IC<0,0), co świadczy o wilgotności naturalnej gruntu przekraczającej wartość procentową wilgotności granicy płynności według Atterberga. Analizę przypadku przeprowadzono dwutorowo, w pierwszej kolejności sprawdzając udokumentowane archiwalnie istotne rozbieżności. W drugim przypadku podniesiono kwestie klasyfikacyjne gruntów organicznych. Badania terenowe sondą ścinającą FVT potwierdziły ekstremalnie małe wartości wytrzymałości na ścinanie w warunkach bez odpływu, nieprzekraczające często 15 kPa. Na podstawie badań granic konsystencji wyprowadzono także normowe i/lub literaturowe współczynniki korekcyjne redukujące mierzone wartości. Współczynnik korekcyjny μ wahał się w granicach od 0,5 do 0,8 przy uśrednionej wartości μ = 0,7. Pomiary parametrów granic konsystencji wykorzystano dalej do klasyfikacji stanu gruntów na podstawie pomiarów wilgotności naturalnej.

Słowa kluczowe

EN

gyttja; consistency; organic sediments; geotechnics; Polish standard

PL

gytia; grunt organiczny; konsystencja; stan gruntu; norma polska

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 2
• Strony: 181--194
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kacprzak Grzegorz

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0731-5761

autor

Pietrzykowski Paweł

• University of Ecology and Management, Faculty of Architecture, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-9104-9541

autor

Veinović Želmir

• University of Zagreb, Faculty of Mining Geology and Petroleum Engineering, Zagreb, Croatia

• https://orcid.org/0000-0002-1572-2191

Bibliografia

• [1] L. Bjerrum, “Problems of soil mechanics and construction on soft clays and structurally unstable soils (collapsible, expansive and others). In: Proceedings of the 8th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Moscow; p. 111-159, 1973.
• [2] Budimex S. A., „Projekt i budowa drogi S-6 na odcinku koniec obwodnicy m. Płoty - węzeł "Kiełpino" /z węzłem/ Dokumentacja geologiczno-inżynierska” (in Polish), 2016.
• [3] EGIS Poland Sp. z o.o. Departament Projektowy we Wrocławiu, „Dokumentacja geologiczno-inżynierska określająca warunki geologiczno-inżynierskie na potrzeby koncepcji programowo przestrzennej budowy drogi ekspresowej S6 Nowogard - Kołobrzeg Wschód - woj. Zachodniopomorskie” (in Polish), 2014,
• [4] Geotech Sp. z o.o., Sprawozdanie z uzupełniających badań geotechnicznych dla potrzeb „Projektu i budowy drogi S6 na odcinku koniec obwodnicy m. Płoty - węzeł „Kiełpino” (z węzłem)”. Odcinek w km 81+900 - 82+700 (in Polish), 2016.
• [5] K. Goławska, Z. Lechowicz, W. Matusiewicz, M.J. Sulewska, “Determination of the Atterberg limits of Eemian gyttja on samples with different composition”, Studia Geotechnica et Mechanica 42(2) p: 168-178, 2020. https://doi.org/10.2478/sgem-2019-0041
• [6] S. Hansbo, “Foundation Engineering. Developments in Geotechnical Engineering”, Elsevier, Amsterdam - London - New York - Tokyo, 1994.
• [7] ISO 14688-1:2002 - Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 1: Identification and description, 2002.
• [8] ISO 14688-2:2004 - Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 2: Principles for a classification, 2004.
• [9] ISO 14688-1:2017 (E) - Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 1: Identification and description, 2017.
• [10] ISO 14688-2:2017 (E) - Geotechnical investigation and testing - Identification and classification of soil - Part 2: Principles for a classification, 2017.
• [11] R. Larsson, U. Bergdahl, L. Erikson, “Evaluation of shear strength in cohesive soils with special references to Swedish practice and experience”, Linköping: Swedish Geotechnical Institute, Information 3E, 1984. https://doi.org/10.1520/GTJ10942J
• [12] R. Larsson, “Behaviour of Organic Clay and Gyttja”. Swedish Geotechnical Institute, SGI. Report No. 38 (153 pp. Linköping), 1990.
• [13] P. Pietrzykowski, „Opinia w zakresie ustalenia odmiennych warunków geologicznych w rejonie występowania gruntów słabonośnych od km. ok. 81+950 - 82+750 drogi S-6 na odcinku koniec obwodnicy m. Płoty - węzeł „Kiełpino”, (in Polish), 2017.
• [14] B. Westerberg, R. Müller, S. Larsson, “Evaluation of undrained shear strength of Swedish fine-grained sulphide soils”, Engineering Geology 188 p: 77-87, 2015. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2015.01.007

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).