Analiza porównawcza wyników obliczeń stateczności nasypu drogowego posadowionego na podłożu wzmocnionym metodą wbijanych kolumn kamiennych

• Autorzy: Kanty P. , Kwiecień S.

Warianty tytułu

EN

Comparative analysis of stability calculation of road embankment settled on soil strengthened with the use of dynamic replacement method

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Metoda wymiany dynamicznej (wbijane kolumny kamienne) jest chętnie stosowanym sposobem ulepszania gruntów słabych pod nasypami drogowymi. Oprócz ograniczenia osiadań wzmocnienie podłoża wpływa też na stateczność nasypu. Przedmiotem artykułu jest, wykonana w programie Z-Soil, analiza porównawcza wyników obliczeń stateczności nasypu drogowego posadowionego na podłożu wzmocnionym wbijanymi kolumnami kamiennymi, otrzymanych dla różnych podejść numerycznych. Wybrano najczęściej stosowane w praktyce inżynierskiej podejścia uwzględniania obecności kolumny w podłożu. Obliczenia stateczności wykonano, stosując metodę redukcji c i tgφ. W analizach numerycznych odzwierciedlono etapy budowy nasypu i jego etap pracy docelowej, w układach dwuwymiarowych (płaski stan odkształcenia) oraz trójwymiarowych. Parametry geotechniczne, niezbędne do obliczeń, ustalone zostały na podstawie dokumentacji geologiczno-inżynierskiej, badań laboratoryjnych i polowych.

EN

Dynamic replacement method (rammed stone columns) is a readily applied way of improving weak soil under road embankments. Apart from settlement reduction, soil strengthening influences also the stability of embankment. This paper presents the comparative analysis (prepared in Z-Soil software) of stability calculation results of road embankment settled on soil strengthened with rammed stone columns. The analysed results were obtained for various numerical approaches. The authors have chosen the most popular approach used in engineering practice, which takes into account the presence of the column in the soil. Stability calculations were made using the c and tgφ. reduction method. The numerical analyses reflect, in two-dimensional (plain strain) and three-dimensional systems, the stages of embankment construction and stages of embankment final work. Geotechnical parameters essential for calculations were determined on the basis of geological-engineering documentation, laboratory and field tests.

Słowa kluczowe

PL

wymiana dynamiczna; wbijane kolumny kamienne; stateczność; analiza numeryczna

EN

dynamic replacement; stability; numerical modelling

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Środowisko
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 109, z. 3-Ś
• Strony: 31--41
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Kanty P.

• Katedra Geotechniki, Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska

autor

Kwiecień S.

• Katedra Geotechniki, Wydział Budownictwa, Politechnika Śląska

Bibliografia

• [1] Gryczmański M., Wzmacnianie podłoża wbijanymi kolumnami kamiennymi. Przegląd doświadczeń śląskich, Inżynieria i Budownictwo 3, 2003, 123-126.
• [2] Gryczmański M., Metody analizy nośności i osiadania podłoża wzmocnionego kolumnami kamiennymi. Inżynieria Morska i Geotechnika, 5, 1993, 224-231.
• [3] Kwiecień S., Analiza teoretyczna i doświadczalna wzmocnienia podłoża metodą wymiany dynamicznej, praca doktorska, Gliwice 2008.
• [4] Kwiecień S., Calibration and verification of numerical model of ground improved by dynamic replacement. Numerical Methods in Geotechnical Engineering – Benz & Nordal (eds.), Taylor & Francis Group, London 2010.
• [5] Kwiecień S., Próbne obciążenie wbijanej kolumny kamiennej. Wyniki badań polowych, Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Seria Budownictwo, 2007.
• [6] Kwiecień S., Kanty P., Machowski M., Analiza porównawcza wyników osiadań podłoża wzmocnionego metodą wymiany dynamicznej pod nasypem drogowym, XXIV Konferencja Naukowa „Metody komputerowe w projektowaniu i analizie konstrukcji hydrotechnicznych” Korbielów, 27.02-01.03.2012 r., bieżący numer.
• [7] Kwiecień S., Sękowski J., Wymiana dynamiczna – praktyczne aspekty zastosowania metody w budownictwie drogowym, Magazyn Autostrady 10, 2010.
• [8] Sękowski J., Cierpioł D., Kwiecień S., Grunty spoiste stabilizowane wapnem. Zastosowanie do budowy wysokich nasypów autostradowych, Autostrady, 05, 2010.
• [9] Szypcio Z., O stateczności nasypów posadowionych na słabym podłożu wzmocnionym kolumnami, Inżynieria i Budownictwo 8, 2001, 446-448.
• [10] Urbański A., The unified, finite element formulation of homogenization of structural members with a periodic microstructure, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, 2005.
• [11] Zimmermann Th., Truty A., Podleś K., Z_Soil.PC 2009 Manual.
• [12] Dz. U. 1999 nr 43 poz.430. Rozporządzenie Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie. Sposób przeprowadzania badań geotechnicznych i określania warunków gruntowo-wodnych podłoża nawierzchni – załącznik 4.
• [13] PN-S-02205 Drogi samochodowe. Roboty ziemne. Wymagania i badania.
• [14] PN-EN 1997-1:2008 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne.
• [15] PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie.
• [16] Kwiecień S., Zielonka Ł., Analiza obliczeniowa osiadań podłoża wzmocnionego metodą wymiany dynamicznej pod nasypem autostradowym, Czasopismo Techniczne z. 16, r. 107, Kraków 2010, 21-29.
• [17] Biały M., Wzmocnienie słabego podłoża nasypu autostrady na terenie zalewowym, Czasopismo Techniczne, z. 21, r. 108, Kraków 2011.

Uwagi

PL

Analizy wykonano w ramach projektu badawczego nr 1989/B/T02/2011/40 sfinansowanego ze środków Narodowego Centrum Nauki. Praca była współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach Projektu „SWIFT (Stypendia Wspomagające Innowacyjne Forum Technologii)” POKL.08.02.01-24-005/10.