A slope stability analysis of an open-pit mine to evaluate its suitability as a site for the intersection of the S-7 and S-52 expressways

• Autorzy: Szwarkowski D. , Zięba J.

Identyfikatory

DOI

10.4467/2353737XCT.17.193.7422

Warianty tytułu

PL

Analiza stateczności kopalni odkrywkowej w oszacowaniu przydatności pod planowaną budowę trasy S-7 i północnej obwodnicy Krakowa trasy S-52

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents a comprehensive approach to the numerical modelling of the geotechnical issues related to the stability of the slopes of a former open-pit mine. The mine is located within short distance of the planned S-7 expressway route and the northern bypass of Krakow; therefore, there is a need of opinion as the project might have a significant impact on the surrounding area including structures planned nearby, as well as stability of slopes of former open-pit mine. The finite element method (FEM) was applied to the numerical analysis with the specific aim of assessing the risk of the movement of soil mass as far as the slopes of the Zesławice open-pit mine are concerned [4]. Field work and numerical analysis were conducted in reference to land reclamation plans of former Miocene clay mine located in the Carpathian Foredeep. The numerical modelling includes zoning plans. The numerical modelling was conducted with a terrestrial laser scanner application [12]. In addition, spatial distribution and the identification of the parameters of the subsoil layers was performed. A numerical soil model, based on Mohr–Coulomb theory, was also taken into consideration. shear reduction method (SRM) was applied to determine the slope stability; the areas at risk of mass movement were then identified on the basis of the slope stability ratio.

PL

W artykule przedstawiono kompleksowe podejście do modelowania numerycznego zagadnień geotechnicznych, które dotyczą stateczności skarp dawnej kopalni odkrywkowej. Kopalnia zlokalizowana jest w pewnej odległości od planowanego przebiegu trasy S-7 i północnej obwodnicy Krakowa, konieczne jest zatem przeanalizowanie, czy projekt może mieć znaczący wpływ na otaczający obszar, planowane i istniejące obiekty budowlane oraz stateczność stoków byłej kopalni odkrywkowej. Metoda elementów skończonych (MES) została zastosowana do analizy numerycznej, przede wszystkim w celu dokonania oceny ryzyka ruchów masowych gruntów stoków nieczynnej kopalni odkrywkowej. Prace terenowe i analizy numeryczne zostały przeprowadzone w odniesieniu do planów rekultywacji obszaru kopalni odkrywkowej iłów mioceńskich zapadliska przedkarpackiego. Modelowanie numeryczne uwzględniło planowany obszar. Jest on wyznaczony na podstawie naziemnego skanera laserowego. Wykonany został również przestrzenny rozkład i identyfikacja parametrów warstw gruntów. Model numeryczny gruntu, bazujący na teorii Coulomba–Mohra, został również uwzględniony w analizie. Metoda redukcji wytrzymałości gruntu na ścinanie (SRM) została zastosowana w celu określenia stateczności skarp. Obszary zagrożone ruchami masowymi zidentyfikowano na podstawie współczynnika stateczności.

Słowa kluczowe

EN

numerical modelling; failure surface; slope stability; terrestrial laser scanning

PL

modelowanie numeryczne; powierzchnia zniszczenia; stateczność zboczy; naziemny skaning laserowy

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Technical Transactions
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11(114)
• Strony: 211--220
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., il., wykr., wz., tab.

Twórcy

autor

Szwarkowski D.

• Faculty Civil Engineering, Institute of Constructions Mechanics, Cracow University of Technology

autor

Zięba J.

• Faculty Civil Engineering, Institute of Constructions Mechanics, Cracow University of Technology

Bibliografia

• [1] Decyzja o środowiskowych uwarunkowaniach dla odcinka S7 o przebiegu Moczydło – Szczepanowice – Widoma – Zastów – Kraków (Ptaszyckiego/Igołomska) została wydana przez Regionalnego Dyrektora Ochrony Środowiska w Krakowie 15 stycznia 2015 r.
• [2] Griffiths D.V., Lane P.A., Slope stability analysis by finite elements, Geotechnique, Vol. 49 (3), 1999, 387-403.
• [3] Wysokiński L., Rekultywacja terenów kopalni odkrywkowych i ich wykorzystanie budowlane, Przegląd Geologiczny, t. 58, nr 9/2, 2010.
• [4] MIDAS GTS NX, Manual specifications, 2016.
• [5] Ministerstwo Budownictwa i Przemysłu, Dokumentacja geologiczna złoża surowców ceramiki budowlanej „Zesławice” w kat. B+C1+C2, Zakład Projektów i Dokumentacji Geologicznych w Katowicach – oddział w Krakowie, Kraków 1979.
• [6] Obwieszczenie Marszałka Sejmu Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 2 kwietnia 2004 r. (Dz.U. 2004, Nr 121, poz. 1266 z późn. zm.).
• [7] Olesiak S., Wykorzystanie sondy wkręcanej WST w badaniach mioceńskich iłów krakowieckich, Górnictwo i Geoinżynieria, z. 1, 2009, 467-473.
• [8] Pilecka E., Bazarnik M., Application of terrestrial laser scanner for monitoring the railway infrastructure threatened by landslides, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2015, 171-190.
• [9] Pilecka E., Szwarkowski D., Wykorzystanie skanera laserowego RIEGL VZ-400 do badania deformacji na terenach górniczych GZW, Budownictwo Górnicze i Tunelowe, R. 21, Nr 4, Katowice 2015.
• [10] Pilecka E., Szwarkowski D., Manterys T., Wpływ drgań drogowych na propagację deformacji wzdłuż czynnej powierzchni poślizg i stateczność nasypów na terenach osuwiskowych, Autobusy: Bezpieczeństwo i Ekologia, nr 6/2016, Radom 2016.
• [11] Polska Norma PN-EN-1997-2 Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego.
• [12] RIEGL LMS, Oprogramowanie Systemowe i Przetwarzania Danych RiSCAN PRO dla skanerów laserowych 3D firmy RIEGL LMS, Austria 2009.
• [13] Takahashi M., Hight D.W., Vaughan P.R., Effective stress changes observed during undrained cyclic triaxial tests on clay, Proceedings of the International Symposium on Soils under Cyclic and Transient Loading, Vol. 1, Swansea 1980, 201-209.
• [14] Wiłun Z., Zarys Geotechniki, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 2010.
• [15] Wrana B., Lectures on soil mechanics, Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków 2014.
• [16] Zasady oceny przydatności gruntów spoistych Polski do budowy mineralnych barier izolacyjnych, Instytut Techniki Budowlanej, Warszawa 2007.

Uwagi

EN

Section "Mechanics"

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)