Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ budowli fortyfikacyjnych i obronnych na warunki gruntowe w otoczeniu tych obiektów

Tschuschke W., Gogolik S., Szepielak M.

Przegląd Budowlany

|

2017

|

R. 88, nr 3

16--20

PL

Mury obronne, fosy stanowiące fortyfikacje dawnych obiektów historycznych, ale także podziemne bunkry i sztolnie budowane już w czasach współczesnych stanowią elementy infrastruktury, które pominięte w analizie warunków posadowienia nowo projektowanych obiektów skutkować mogą istotnymi błędami na etapie projektowania i wykonawstwa tych obiektów. Sama obecność konstrukcji fortyfikacyjnych z reguły uwzględniana jest na każdym etapie realizacji inwestycji, niekiedy jednak pomijane są uwarunkowania geotechniczne będące skutkiem przekształcenia terenu w otoczeniu budowli fortyfikacyjnych. W niniejszej pracy przedstawiono wpływ nieuwzględnienia w rozpoznaniu geotechnicznym bliskiego sąsiedztwa zamku w miejscowości Kórnik na warunki posadowienia pomostu w pobliskim jeziorze. Wskazano na powody nadmiernych osiadań podpór palowych oraz przedstawiono sposób naprawy zaistniałej sytuacji.

EN

Defensive walls, moats representing the fortifications of old historic buildings as well as underground bunkers and bombs adits already in modern times are the elements of infrastructure, which omitted in the analysis of foundation conditions of the newly designed objects may result in significant errors during the design stage and execution of theese facilities. The very presence of fortified constructions is usually taken into consideration at every stage of the investment execution, however sometimes the geotechnical conditions resulting from the transformation of the area in the surroundings of fortified buildings are overlooked. At this work an influence of the failure to consider was described in geotechnical recognition the close neighbourhood of the castle in the town Kórnik on the foundation conditions of the pier in the nearby lake. The reasons of excessive settlements of piles supports were indicated and a manner to correct the occured situation was presented.

2

Ocena stanu pylastych odpadów poflotacyjnych na podstawie wskaźnika konsystencji

Tschuschke W., Kroll M., Stefaniak K., Graf R.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2015

|

nr 3

225—229

PL

Wyniki analizy statystycznej jako sprawdzenie istotności związków korelacyjnych pomiędzy parametrami uziarnienia i parametrami konsystencji odpadów poflotacyjnych, kwalifikujących się pod względem uziarnienia do grupy spoistych. Specyficzne właściwości i uziarnienie odpadów wykorzystane do oceny stanu konsystencji odpadów poflotacyjnych. Propozycja procedury oceny stopnia pla-styczności odpadów na bazie wskaźnika konsystencji.

EN

The results of statistical analysis as a test of the significance of correlation relationships between grain size distribution parameters and consistency parameters of tailings, eligible in terms of grain size distribution to cohesive group. The specific properties and grain size distribution of tailings used for the evaluation of tailings consistency state. The proposal of the procedure for assessing tailings liquidity index on the basis of consistency index.

3

Obiekt Unieszkodliwiania Odpadów Wydobywczych „Żelazny Most” – olbrzymie wyzwanie geotechniczne

Świdziński W., Tschuschke W., Świerczyński W., Wolski W.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2015

|

nr 3

186--193

PL

Podstawowa charakterystyka obiektu, budowa geologiczna podłoża oraz masywu osadów. Zasadnicze elementy badań prowadzonych na gruntach rodzimych podłoża oraz osadach poflotacyjnych zgromadzonych we wnętrzu obiektu.

EN

A basic description of the construction together with geological structure of the foundation and mass of stored tailings. Basic elements of tests carried out on the natural soils and stored tailings.

4

Miary zagęszczenia odpadów poflotacyjnych w kontekście kryteriów odbioru robót ziemnych

Tschuschke W., Gogolik S., Kroll M., Walczak M.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2015

|

nr 3

200--203

PL

Wyniki analizy statystycznej oznaczeń parametrów uziarnienia i zagęszczenia odpadów poflotacyjnych pochodzących z procesu przeróbki rud miedzi. Istnienie statystycznie znaczących związków korelacyjnych pomiędzy analizowanymi zmiennymi. Określenie zależności pomiędzy stopniem i wskaźnikiem zagęszczenia.

EN

Results of statistical analysis of grain size distribution and density parameters indications of tailings from copper ore processing. The existence of statistically significant correlation relationships between the analysed variables. The determination of the relationship between relative density and relative compaction.

5

Oszacowanie zdolności filtracyjnych odpadów poflotacyjnych wbudowanych w zapory składowisk namywanych

Tschuschke W., Skowrońska D.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 44

95--103

PL

Budowa bardzo dużych obiektów unieszkodliwiania odpadów wydobywczych, do których niewątpliwie kwalifikują się mokre składowiska odpadów poflotacyjnych, jest skomplikowanym zadaniem inżynierskim, wymagającym rozwiązania szeregu zagadnień technicznych i środowiskowych. Projektowanie, budowa i eksploatacja takiego obiektu metodą obserwacyjną sprowadza się do weryfikacji założeń projektowych na podstawie prowadzonego na bieżąco monitoringu. Jednym z podstawowych zadań monitoringu jest, w miarę wypełniania składowiska odpadami, kontrola jakości formowanych nadbudów zapór, elementu konstrukcyjnego obiektu, odpowiedzialnego za jego stateczność. Wykorzystywanie do nadbudowy zapór wyselekcjonowanego z deponowanych odpadów materiału, wymaga zdefiniowania kryteriów uziarnienia i zagęszczenia, które przekładają się wprost na nośność i odkształcalność konstrukcji. Podstawowe badania kontrolne obejmują zatem analizy uziarnienia i właściwości fizycznych wbudowanego w zapory materiału. Dane te mogą być również wykorzystane do oszacowania zdolności filtracyjnych nasypu budowlanego. Brak możliwości odpływu, powodującego akumulację wody w obrębie nasypu, potencjalnie pogarsza warunki stateczności. W pracy zbadano przydatność wzorów empirycznych do oceny współczynnika filtracji odpadów, wzorów które powszechnie stosuje się do gruntów naturalnych. Zaproponowano również prostą formułę empiryczną pozwalającą oszacować współczynnik filtracji odpadów na bazie parametrów uziarnienia i zagęszczenia, określanych w rutynowych badaniach kontroli jakości formowanych nadbudów zapory.

EN

Construction of very big mine tailings deposition sites, such as postflotation tailings ponds, is a complicated engineering task, in which several technical and environmental problems need to be solved. Designing, construction and operation of such an object applying the monitoring method consists in the verification of design assumptions based on continuous observations. One of the primary tasks of monitoring while the deposition site is being filled with tailings is to control quality of the formed dam embankments, as the structural element of the object responsible for its stability. In order to use material selected from deposited tailings in the construction of dams it is necessary to define grain size and compaction criteria, which directly affect load bearing capacity and deformation of the structure. For this reason main control tests include the analyses of grain size distribution and physical properties of the material embedded in the dams. These data may also be used to estimate filtration capacity of the embankment. A lack of drainage, causing accumulation of water within the embankment, may potentially deteriorate stability conditions. This paper presents the use of empirical formulas, i.e. formulas typically applied to natural soils, to assess permeability coefficient of tailings. A simple empirical formula was also proposed for the estimation of permeability coefficient of tailings based on grain size and compaction parameters determined in routine quality tests of constructed dam embankments.

6

Cone penetration test in assessment of soil stiffness

Tschuschke W., Kumor M. K., Walczak M., Tschuschke M.

Geological Quarterly

|

2015

|

Vol. 59, No. 2

419--425

EN

The paper presents proposals for the assessment of subsoil stiffness based on results of the seismic cone penetration test. Correlations between penetration parameters and constrained modulus were determined for three genetically different groups of cohesive soils. For the analyzed soil material quantitative estimation was also conducted for the parameter, which determines the relationship between the constrained modulus and initial shear modulus. A marked trend was shown for this parameter with the soil behavior type index used in the classification of soils in the cone penetration test.

7

Identyfikacja konsystencji gruntów mało spoistych na podstawie charakterystyk penetracji z badania statycznego sondowania

Tschuschke W.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2013

|

Vol. 4, no. 3

247--252

PL

W pracy przedstawiono procedurę identyfikacji stanu konsystencji gruntów mało spoistych na podstawie parametrów penetracji z badania sondowania statycznego. Wskazano na czynniki, których pominięcie w analizie prowadzić może do błędnej interpretacji wyników badania. Zaproponowano postać związku empirycznego umożliwiającego oszacowanie stopnia plastyczności gruntów mało spoistych na podstawie znormalizowanego oporu stożka, przez uwzględnienie czynników zewnętrznych. Wiarygodność związku korelacyjnego zweryfikowano na podstawie wyników badań laboratoryjnych.

EN

The paper presents a procedure for the identification of the state of consistency for loosely cohesive soils based on penetration parameters from cone penetration tests. Factors were indicated, which elimination from the analysis may lead to an erroneous interpretation of testing results. A form was proposed for an empirical relationship facilitating estimation of the liquidity index for loosely cohesive soils based on cone resistance normalized by incorporation of the effect of external factors. Reliability of the correlation relationship was verified based on laboratory testing results.

8

Ograniczenia w stosowaniu zależności empirycznych z badań in situ

Młynarek Z., Tschuschke W.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2007

|

z. 111

315-329

PL

W artykule przedstawiono uwarunkowania, które mają istotny wpływ na jakość zależności korelacyjnych, które uzyskuje się z różnych badań in situ. Przedstawiono wpływ trzech grup czynników, które uważa się współcześnie za zasadnicze w tej kwestii, a mianowicie: wpływ jakości sprzętu zastosowanego w badaniu in situ, wpływ techniki badania, w tym prędkości penetracji, geometrii końcówki penetrometru lub końcówki sondy obrotowej oraz wpływ jakości próbki, która jest przeznaczona do badań laboratoryjnych.

EN

The article presents factors having a significant effect on the quality of correlations obtained from different in-situ tests. The study discusses the effect of three groups of factors, at present considered essential in this respect, i.e. the effect of the quality of equipment applied in in-situ testing, the effect of the testing technique, including the penetration rate, the geometry of the piezocone or the vane probe cross, and the effect of quality of the sample for laboratory analyses.

9

Wpływ metodyki pomiarów na wyniki kontroli zagęszczenia zapór zbiornika Żelazny Most

Młynarek Z., Wierzbicki J., Tschuschke W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2007

|

z. 54

165-174

PL

Zastosowanie odpowiedniej metodyki kontroli zagęszczenia jest jednym z podstawowych problemów wynikających podczas wykonywania budowli ziemnych. W pracy przedyskutowano dwa aspekty tego problemu: wpływ metody pomiaru gęstości oraz częstotliwości lokalizacji punktów badawczych na kontrolowanym obszarze. W badaniach wykorzystano dwie metody pomiaru: objętościową oraz radioizotopową. Do określenia odpowiedniej liczby punktów pomiarowych wykorzystano elementy teorii Bayesa.

EN

One of the most important problems during construction of any embankment is use of an approp methodic of density control. Two aspects of this problem have been discussed in this paper: the choose of density measurement method and the location frequency of test points along the dam. Two methods: voumetric and radioizotopic have been discussed. The Bayes theory was implemented for the purpose evaluation of appropriate number of test points during the density control.

10

Wpływ niektórych czynników na ocenę stopnia plastyczności glin morenowych i zastoiskowych

Niedzielski A., Tschuschke W., Wierzbicki J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2006

|

Z. 28, t. 1

227-237

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy wpływu na granice konsystencji, takich czynników jak: zmiana chemizmu medium, czyli wody gruntowej, zmiana operatora wykonującego oznaczenie granic konsystencji, upływ czasu (tzw. efektu Dawsona) oraz skład granulometryczny gruntu. W generalnej ocenie zmienności granic Atterberga przedstawiono spodziewany wpływ podanych wyżej czynników na wskaźnik plastyczności i ocenę stopnia plastyczności podłoża, zbudowanego z wytypowanych gruntów. Do opracowania wyników i wnioskowania zastosowano metody statystyczne; wielozmienną analizę wariancji oraz analizę kowariancji.

EN

The article presents the results of analysis of the effect on Atterberg limits in selected soils of such factors as changes in the chemism of the medium, i.e. ground water, change of the operator determining Atterberg limits, time (the so-called Dawson effect) and granulometric composition of soil. In the general assessment of Atterberg limit variation the expected effect of the above mentioned factors on the plasticity index and the assessment of plasticity was presented in case of subsoil formed from the selected soils. Statistical methods (multivariate analysis of variance, analysis of covariance) were applied to process the results and draw conclusions.

11

Ocena współczynnika parcia spoczynkowego gruntów na podstawie testów DMT i CPTU

Młynarek Z., Tschuschke W., Wierzbicki J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2006

|

Z. 28, t. 1

213-225

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy dotyczy oceny współczynnika parcia spoczynkowego K0, zarówno w gruntach spoistych jak i niespoistych. Do wyznaczenia współczynnika K0 wykorzystano dwie obecnie najpopularniejsze metody badań in situ; test dylatometrem Marchettiego (DMT) oraz sondowanie statyczne (CPTU). Wyniki każdego z testów zinterpretowano na podstawie różnych, spotykanych w literaturze procedur badawczych. Uzyskane rezultaty przeanalizowano uwzględniając możliwe modele geologiczne, które zakładały podobny lub odmienny przebieg konsolidacji poszczególnych partii podłoża na badanym terenie.

EN

The study presents the results of analysis concerning coefficient of earth pressure at rest K0, both in cohesive and non-cohesive soils. In order to determine coefficient K0 two methods of in situ testing, currently the most commonly applied, were used: a test using the Marchetti dilatometer (DMT) and the cone penetration test (CPTU). The results of each of these tests were interpreted on the basis of different testing procedures reported in literature sources. The obtained results were analyzed taking into consideration possible geological models, which assumed a similar or different course of consolidation for individual section of soils in the investigated area.

12

Sondowania statyczne w odpadach poflotacyjnych

Tschuschke W.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 110

3-266

PL

Do wznoszenia budowli ziemnych coraz częściej wykorzystuje się niekonwencjonalne materiały. Do grupy tego typu materiałów zalicza się odpady kopalniane. Problem wykorzystania odpadów kopalnianych nabiera szczególnego znaczenie wtedy, jeśli budowla ziemna ma znaczne wymiary. Przykładem tego rodzaju konstrukcji inżynierskiej jest składowisko Żelazny Most, które jest jednym z największych obiektów hydrotechnicznych w świecie. Tempo wznoszenia tej budowli wymaga bieżącej oceny parametrów wytrzymałościowych i charakterystyk deformacji odpadów wbudowanych w obwałowania oraz bieżącej kontroli zmian położenia krzywej depresji wód nadosadowych w zaporach. Z budową składowiska łączy się także ściśle zagadnienie identyfikacji ewentualnego skażenia terenu przyległego. Bieżąca rozbudowa i eksploatacja składowiska Żelazny Most tylko w sferze geotechnicznej jest więc problemem bardzo złożonym. Wspomniana konieczność bieżącej oceny parametrów geotechnicznych osadów była inspiracją do zaproponowania nowoczesnej, zaawansowanej technicznie i teoretycznie metody, która w sposób kompleksowy pozwoliłaby określić uziarnienie i cechy wskaźnikowe, wyznaczyć parametry wytrzymałości na ścinanie, moduły odkształcenia oraz prognozować potencjał upłynnienia i zdolności filtracyjne osadów. Metodą, spełniającą te oczekiwania, jest metoda sondowania statycznego z zastosowaniem różnych końcówek, które definiują technikę badania, jako badanie: CPTU, SCPTU, DCPT, CCPTU. Badania do rozstrzygnięcia tak postawionego celu rozprawy rozpoczęto w latach osiemdziesiątych XX w. i zostały poprzedzone obszernymi studiami literaturowymi (rozdział 4). Ze względu na zasadniczy wpływ sposobu transportu odpadów na składowisko, z wyborem sposobu konstrukcji zapór, w rozprawie omówiono metody składowania odpadów (rozdział 2), a następnie podano definicje fizyczne, wytrzymałościowe i statystyczne odpadów (rozdział 3). Podsumowanie definicji doprowadziło do sformułowania opisu odpadów jako materiału o właściwościach anizotropowych, którego cechy fizyczne mają rozkłady statystyczne (rozdział 8), ale podlegającym podstawowym prawom mechaniki gruntów w zakresie wytrzymałości, a mianowicie hipotezom Coulomba-Mohra i Terzaghiego. Za dwa ważne rozdziały wyjściowe rozprawy należy uznać rozdziały 4 i 5. W rozdziale 5 zdefiniowano proces statycznej penetracji w odpadach, poprzez zapisanie funkcji określającej czynniki wpływające na opór stożka, a następnie przedstawiono metody rozwiązania tej funkcji w układzie historycznym, począwszy od rozwiązania, które wykorzystuje teorię stanów granicznych, aż do powszechnie wykorzystywanego obecnie dla metody statycznego sondowania, rozwiązania Vesica [246] - teorii "expansion of cavity". Porównanie efektywności metod w interpretacji procesu penetracji statycznej zawiera rozdział 5.2.6. Istotną konkluzją tego działu jest to, że współcześnie najbardziej efektywnym rozwiązaniem do poszukiwania zależności pomiędzy parametrami penetracji (oporem stożka, tarciem na tulei ciernej, nadwyżką ciśnienia porowego), mierzonymi na różnych poziomach naprężeń geostatycznych w podłożu są zależności, w których wykorzystuje się współczynniki empiryczne, a budowa tych zależności ściśle wiąże się z rozwiązaniem teoretycznym, którym z kolei opisuje się badanie wytrzymałości na ścinanie lub charakterystykę deformacji. Ze względu na fakt, że badanie penetracyjne wykonuje się sondą statyczną w rozdziale 5.3. omówiono zasady wykonania sondowania stożkiem z pomiarem ciśnienia wody w porach (CPTU), stożkiem przewodnościowym (CCPTU), stożkiem sejsmicznym (SCPTU) i stożkiem dylatometrycznym (DCPT), określono precyzję badania i metody filtracji danych, które wykorzystano do zbudowania zależności korelacyjnych i interpretacji procesu statycznej penetracji (rozdział 8). Informacje o przebiegu badań, technice kompletowania danych oraz o składowisku Żelazny Most przedstawiono w rozdziale 6. Ważnym elementem tego działu jest informacja, że program badań był realizowany przez kilka lat, w których wysokość zapór ulegała zmianie. Badania replikacyjne sondowań, które przeprowadzono w różnych przekrojach obwałowań i przy ich różnej wysokości, pozwoliły przeprowadzić szczegółową analizę odnośnie do wpływu historii obciążenia w obwałowaniach na parametry penetracji i w konsekwencji na parametry wytrzymałościowe oraz charakterystyki deformacji odpadów. W konkluzji tej analizy (rozdział 13) stwierdzono, że odpady w obwałowaniach są głównie normalnie konsolidowane z efektami prekonsolidacji, które mogą być wynikiem zmian poziomów krzywej depresji i realizacji robót ziemnych. Punktem wyjścia do oceny parametrów stanu i parametrów wytrzymałości na ścinanie jest identyfikacja w osadach zmian uziarnienia i warunków drenażu. Do tych celów wykorzystuje się tzw. systemy klasyfikacyjne (rozdział 9). Szczegółowa analiza tego problemu wykazała, że liczne systemy klasyfikacyjne, które zostały opracowane dla gruntów podłoża budowlanego, nie są przydatne w wersji oryginalnej dla odpadów składowiska Żelazny Most. Obszerny materiał dokumentacyjny pozwolił opracować własny system klasyfikacyjny (rys. 77, 78). System ten zbudowany jest na parametrach penetracji: oporze stożka, tarciu na tulei ciernej i parametrze ciśnienia wody w porach. Parametry stanu odgrywają istotną rolę w interpretacji zmian współczynników, którymi opisuje się wytrzymałość na ścinanie odpadów oraz moduły odkształcenia. Jakościową i ilościową ocenę pomiędzy parametrami stanu i parametrami badania CPTU podano w rozdziale 10. Za kluczowe zagadnienie, które komentowane jest w ramach rozdziałów 10, 11 i 14, uznano wyznaczenie początkowego wskaźnika porowatości odpadów, który jest punktem wyjścia w interpretacji zmian parametrów wytrzymałości na ścianie i modułów odkształcenia. Krytyczne spojrzenie na wyznaczenie tego wskaźnika bezpośrednio w terenie, za pomocą badania CCPTU, przedstawiono w rozdziale 15. Do interpretacji parametrów wytrzymałości na ścinanie wykorzystano współczesne podejście do tego problemu, które opiera się na zasadzie, że wytrzymałość na ścinanie oprócz historii obciążenia, realizacji ścieżek naprężenia i odkształcenia związana jest z warunkami drenażu. W rozdziale 11 przedstawiono więc równania, którymi opisuje się wytrzymałość na ścinanie odpadów w warunkach bez drenażu i z drenażem. Uzyskane formuły zweryfikowano z zależnościami, które wykorzystuje się dla innego rodzaju odpadów i gruntów rodzimych. Charakterystyki deformacji stanowią uzupełniający element w analizie stateczności zapór składowiska. Znajomość jednak modułów odkształcenia: modułu ściśliwości edometrycznej i modułu sprężystości Younga bez drenażu, pozwala, oprócz ewentualnej prognozy osiadań własnych obwałowań, uzupełnić wytrzymałościowy opis odpadów. Szczególne znaczenie ma znajomość modułu ścinania, który ze względu na zakres odkształceń stanowi istotny element w opisie sprężystości odpadów. Do wyznaczenia modułu ścinania wykorzystano pomiar fali ścinającej, której prędkość rejestruje się w badaniu SCPTU. Za optymistyczne rezultaty można uznać wyniki badań uzyskanych z zastosowaniem stożka dylatometrycznego (DCPT). Proces deformacji wokół tego stożka jest silniej związany ze składową poziomą naprężenia geostatycznego, aniżeli badanie piezostożkiem CPTU. Fakt ten uwzględnia więc w sposób pośredni wpływ anizotropii na moduły odkształcenia odpadów. Związek pomiędzy modułami z obydwu badań opisano równaniem (145). Stateczność obwałowań składowiska jest silnie związana z krzywą depresji wód nadosadowych. Parametrom filtracji i konsolidacji poświęcony jest rozdział 13. Propozycję oceny współczynnika wodoprzepuszczalności, bezpośrednio w osadach poflotacyjnych, przedstawiono w podrozdziale 13.6. Podano kilka modeli rozkładu statycznego ciśnienia wody w porach wyznaczonego w badaniu dyssypacji tego ciśnienia i omówiono możliwość wykorzystania tego badania do identyfikacji krzywej depresji oraz ewentualnych poziomów wód zawieszonych na różnych głębokościach masywu składowiska. Dwa odrębne działy stanowi analiza potencjału upłynnienia odpadów na podstawie badania SCPTU (rozdział 14) oraz identyfikacji skażenia podłoża na przedpolu obwałowań stożkiem przewodnościowym. Do oceny potencjału statycznego upłynnienia osadów zaproponowano procedurę Vidicha i innych [249], uzasadniając konieczność jej modyfikacji dla odpadów składowiska Żelazny Most. Badania stożkiem przewodnościowym pozwoliły ocenić przydatność formuły Archiego [215] do oceny poziomu skażenia podłoża oraz krytycznie ustosunkować się do możliwości wyznaczenia wskaźnika porowatości odpadów, bezpośrednio na podstawie zarejestrowanej przewodności elektrycznej. Przeprowadzone badania w finalnym efekcie umożliwiły opracowanie procedury postępowania, która w postaci algorytmu służy do wyznaczenia parametrów fizycznych, wytrzymałościowych i odkształceniowych osadów (rozdział 16). Rozprawę zamyka rozdział wniosków i sugestii dotyczących dalszych kierunków badań, które powinny koncentrować się na takich zagadnieniach, jak: ocena w warunkach in situ wartości początkowej wskaźnika porowatości i możliwość statycznego upłynnienia osadów, identyfikacja wspólnego parametru wiodącego opisującego stan osadów, wyznaczenie rzeczywistej wytrzymałości na ścinanie osadów w warunkach in situ - z możliwością i bez możliwości odpływu, określenie parametrów sztywności osadów.

EN

To build earth constructions unconventional materials are used with increasing frequency. These materials include also mine wastes. The issue of using mine wastes becomes particularly important if the construction is of considerable size. An example of this kind of an engineering construction is the Żelazny Most dump being among the biggest hydraulic engineering objects in the world. The speed with which this object is being built requires current assessment of strength parameters and deformation characteristics of the wastes built into the embankments, and current monitoring of the changes in phreatic surface location in the dams. The construction of the dump is also closely related to the problem of identification of potential pollution of the adjacent areas. Thus current development and exploitation of the Żelazny Most dump in the geotechnical aspect is a very complex issue. The aforementioned requirement for current evaluation was an incentive to suggest a modern, technologically and theoretically advanced method which, in a complex manner, would allow it to determine grain size distribution and index characteristics, shear strength parameters, deformation moduli, and to forecast liquidity potential and filtration capabilities of the sediments. The method fulfilling these expectations is the cone penetration test with various cones which define the testing technique such as CPTU, SCPTU, DCPT and CCPTU. The studies to solve this objective of the dissertation were started in the 1980s with a broad literature survey (Chapter 4). Due to the essential influence of the method of transporting tailings to the dump on selecting the way of building the dams, the dissertation discusses the methods of tailings dumping (Chapter 2) and then physical, strength and statistical definitions of the tailings were given (Chapter 3). Summing up these definitions made it possible to describe the tailings as a material of anisotropic characteristics, whose physical parameters have statistic distributions (Chapter 8), but which is subject to basic laws of soil mechanics concerning strength, i.e. hypotheses of Coulomb-Mohr and Terzaghi. Chapters 4 and 5 of the dissertation should be considered as important introductory ones. In Chapter 5 the process of static penetration in the tailings was defined by means of constructing a function determining the factors affecting cone resistance, and then the methods of solving this function were presented in the historical order starting from the solution which applies the classical bearing capacity theory up to the Vesic's solution [246] using theory of "expansion of cavity", which is commonly used nowadays for cone penetration testing. A comparison of effectiveness of these methods for the interpretation of the cone penetration process is given in Chapter 5.2.6. A significant conclusion of this part is the finding that at present the most effective solution in searching for dependences among the penetration test parameters (cone resistance, sleeve friction, excess pore pressure) measured at different geostatic stress levels in the subsoil are the dependences in which empirical coefficients are used, and the construction of these dependences is closely related to the theoretical solution which, in turn, describes strength test or deformation characteristics. Due to the fact that the penetration test is carried out with a penetrometer, Chapter 5.3 discusses the rules for testing with the cone measuring pore pressure (CPTU), the conductive cone (CCPTU), the seismic cone (SCPTU) and the dilatocone (DCPT). Also test accuracy and the methods for the filtration of the data used in constructing correlation dependences and in interpreting the static penetration process were determined (Chapter 8). Information about the course of the tests, technique of data completion and about the Żelazny Most dump is presented in Chapter 6. An important element of this part is the information that the project was carried out for several years during which the embankment height changed. The replication test of the penetrations carried out in different embankment cross-sections and at their different heights enabled a detailed analysis concerning the effect of load history in the embankments on the penetration test parameters and, consequently, on strength parameters and deformation characteristics of the tailings. In the conclusion of this analysis (Chapter 13) it was found that the tailings in the embankments are mainly normally consolidated with the effects of preconsolidation, which may be due to changes in the levels of the phreatis surface and earth work being conducted. A starting point for the evaluation of the state and shear strength parameters is the identification of changes in the tailings grain size distribution and drainage conditions. The so-called classification systems are used for this task (Chapter 9). A detailed analysis of this problem indicated that numerous classification systems developed for construction subsoil are not useful in their original version for the Żelazny Most dump tailings. Broad documentary material made it possible to work out our own classification system (Figs 77 and 78). This system was constructed on the penetration test parameters: cone resistance, sleeve friction and pore pressure parameter. The state parameters play an important role in interpreting changes in coefficients which describe shear strength of the tailings and deformation moduli. Quantitative and qualitative relationship between the state and the CPTU parameters is given in Chapter 10. The key issue discussed in Chapters 10, 11 and 14 is the determination of the initial void ratio of tailings, which is the starting point in interpreting changes in shear strength parameters and deformation moduli. A critical opinion about the determination of the in-situ void ratio with the CCPTU test is presented in Chapter 15. For the interpretation of the shear strength parameters a modern approach to this problem was used, based on the rule that shear strength besides load history and strain and deformation paths, is also related to drainage conditions. Chapter 11 presents equations which describe drained and undrained shear strength of the tailings. The formulas obtained were verified with the dependences which are used for other wastes and soils. Deformation characteristics are a supplementing element in the analysis of the dump embankment stability. However, knowledge about deformation moduli: the tangent constrained modulus and undrained Young's modulus, makes it possible, besides potential forecasting of embankment settlement, to supplement the description of the tailings strength. Particularly important is the recognition of the shear modulus which, due to the deformation range, is an important element in the description of the tailings elasticity. To determine the shear modulus a measurement of shear wave was used, whose velocity is registered in the SCPTU test. Optimistic results were obtained with the dilatocone (DCPT). The deformation process around this type of cone is related more closely to the horizontal component of geostatic stress than while using the standard piezocone. This indirectly takes into account the effect of anisotropy on deformation moduli of the tailings. The relationship between the moduli from both tests is described by equation 145. Stability of the dump embankments is closely related to the phreatic surface. Chapter 13 deals with the parameters of flow and consolidation. A proposed evaluation of water permeability directly in the postflotation sediments is given in subchapter 13.6. Several models of static pore pressure distribution determined in the dissipation test of this pressure were presented and the possibilities of using this test to identify the phreatic surface and potential water levels suspended at different depths of the dump mass were discussed. Two separate chapters present an analysis of the potential of the tailings liquefaction on the basis of the SCPTU test (Chapter 14) and of the identification of subsoil pollution around the embankments with the conductive cone. To assess static liquefaction of the sediments the procedure by Vidich et al. [249] was suggested with modifications required for the Żelazny Most dump tailings. Tests with the conductive cone made it possible to evaluate the usefulness of Archie's [215] formula for assess the contamination level of the subsoil and to form a critical opinion about the possibility of determining the void ratio of tailings directly from registered electrical conductivity. Finally, the research made it possible to work out a procedure which, in the form of an algorithm, is used to determine physical, strength and deformation parameters of the sediments (Chapter 16). The dissertation ends with a chapter with conclusions and suggestions concerning further directions of study, which should focus on such issues as the in-situ evaluation of the initial void ratio and the possibility of static liquefaction of the sediments, the identification of a common parameter describing the state of the sediments, determining the actual in-situ shear strength of the sediments in drained and undrained conditions, determining rigidity parameters of the sediments.

13

Badania gruntu in situ

Tschuschke W.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2006

|

nr 3

181-188

PL

Charakterystyka przydatności sprzętu do badań in situ i oceny parametrów geotechnicznych w zróżnicowanych warunkach gruntowych. Kierunki rozwoju badań in situ i główne ograniczenia wynikające z techniki badania oraz interpretacji wyników testów. Koncepcja połączenia dwóch najważniejszych rodzajów badań in situ: techniki statycznego sondowania z pomiarem i dysypacją nadwyżki ciśnienia porowego rejestrowanego przez dwa rożnie zlokalizowane na piezostożku filtry i testu dylatometrycznego z systemem umożliwiającym pomiar prędkości fali sejsmicznej do globalnej oceny budowy stratygraficznej i większości parametrów geotechnicznych podłoża gruntowego.

EN

Usefulness of measuring equipment to in situ soil tests and assessment of soil parameters at differentiated soil conditions. Direction of the development of in situ tests and basic limitations rsulting from test techniques assumed as well as interpretation of test results. An idea to combine two basic in situ tests i.e. CPTUU test (sounding with dissipation tests carried out by two pore pressure gauges localized near piezzocone) and dilatometric test with the measurement of seismic waves, for general assessment of the stratigraphic profile and geotechnical soil parameters.

14

CPTU in soft post-flotation sediments

Tschuschke W., Waliński M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2005

|

Vol. 27, nr 3-4

121-132

EN

The history of copper ore mining in the Lower Silesia, a region in south-west Poland, goes back to the XIX century when the first shafts were bricked off. Since that time the industry has been continuously developed up to this day. One of the most important event in its history, i.e. establishing of KGHM Polska Miedź S.A., the managing company being now ranked as the seventh largest copper supplier and the second of silver supplier in the world took place in 1961. Unfourtunately, only 5% of mineral product includes copper ore; the remaining part is from the technological point of view completely useless. Mineral wastes – this is a proper name – are very specific kind of soil. Although at first sight they strongly resemble natural soil, they are in fact a man-made material being a by-product of technological process in which the metal-bearing rock is crushed to small fractions, varying from fine sand to clay particles. This posed a serious problem of mineral waste deposition, the solution of which turned out to be post-flotation sediment dumps. Of six dumps in the region, the newest is the reservoir of Żelazny Most, located between Lubin and Głogów. Started in 1977, today of the height exceeding locally even 45 m, the diameter of approximately 5 km, the length of dams over 14 km and accumulation capacity of 350 million m3 it is the biggest hydrotechnical construction in the world. Taking advantage of water, the crushed rock is sent to the reservoir through a wide net of pipelines. This transport method allowing dumping of the waste material is responsible for a significant variability of not only its grain-size distribution, but also of its physical parameters which affects the drainage conditions. Because of the complexity of the Żelazny Most project, several scientific centers and institutes both from all over the Poland and Europe (e.g. Norwegian Geotechnical Instuitute) have been involved in its supervision; moreover, International Experts' Board - an advisory body - was also established. Due to their efforts, the CPTU test was decided to be a reliable method of assessing current effective stress conditions. However, it soon became clear that interpretation of the data on artificial soils such as mine tailings had to be improved to some extent. Because of their special character, local correlations between penetration characteristics and shear strength parameters or deformations characteristics of post-flotation deposits should be found.

15

Wykorzystanie statystycznej analizy danych do wydzielania geotechnicznych warstw podłoża budowlanego

Młynarek Z., Tschuschke W., Wierzbicki J., Wołyński W.

Geoinżynieria i Tunelowanie

|

2005

|

nr 2

14-17

PL

Współczesna wiedza i technika badań pozwalają w bardzo dokładny sposób zidentyfikować właściwości gruntów, które występują w podłożu. Aktualnym wciąż jednak problemem jest zgrupowanie uzyskanych z badań in-situ danych i wydzielenie w podłożu jednorodnych geotechnicznie warstw. Wydaje się, że metodami, które mają największe predyspozycje do grupowania danych, są metody statystyczne. Z drugiej strony bardzo dużą rolę w wyborze danych i ich grupowaniu posiada geotechnik. Od decyzji geotechnika zależy bowiem ocena, które z danych są najistotniejsze dla wyboru sposobu posadowienia budowli lub ocen stratygrafii podłoża, względnie przeprowadzenia odwodnienia terenu. Drugim bardzo ważnym elementem w grupowaniu danych i tworzeniu warstw geotechnicznych jest przyjęcie kryterium, które stanowiłoby informację, na jakim etapie należy zakończyć procedurę grupowania. Analogicznie jak w przypadku wyboru danych i w tej sytuacji jest niezbędna ingerencja geotechnika. Z jednej więc strony wspomniane kryterium powinno wykorzystać stosowane formuły statystyczne, z drugiej - geotechnik musi odpowiedzieć na pytanie, czy połączenie kolejnych grup będzie miało wpływ na jakość oceny budowy podłoża i jakość wyznaczonych parametrów wytrzymałości na ścinanie i modułów odkształcenia dla zgrupowanych warstw. W niniejszym artykule przedstawiono przykład, który analizuje powyżej omawiane kryteria.

16

Wykorzystanie sondowań statycznych i badań dylatometrycznych do oceny zmienności cech fizycznych osadów poflotacyjnych wbudowanych w zapory składowiska Żelazny Most

Młynarek Z., Tschuschke W., Gogolik S., Grajek E.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2003

|

nr 2

93-96

PL

Ocena wskaźnika porowatości i gęstości objętościowej osadów poflotacyjnych wbudowanych w korpus i zapory składowiska Żelazny Most. Wykorzystanie metody statycznego sondowania ze stożkami typu piezo-cone; conductivity cone; metody dylatometrycznej oraz badań laboratoryjnych osadów pobranych próbnikiem MOSTAP. Ocena różnic pomiędzy wynikami poszczególnych rodzajów badań z uwzględnieniem metod statystycznych.

EN

Evaluation of void ratio and density of post-flotation sediments used for construction of dams of Żelazny Most reservoir. Application of cone penetration test with standart piezocone (CPTU) and conductivity cone (CCPTU), flat dilatometer test (DMT) and laboratory analysis of sediments taken by MOSTAP sampler. Assessment of the results obtained by statistical methods.

17

W sprawie wyznaczania modułów odkształcenia podłoża budowlanego metodą statycznego sondowania i dylatometru Marchettiego

Młynarek Z., Tschuschke W., Gogolik S.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2003

|

nr 3-4

135-139

PL

W artykule przedstawiono statystyczną ocenę zależności pomiędzy modułami odkształcenia, wyznaczonymi z metody statycznego sondowania i z badań dylatometrycznych. Analizie poddano także zależność pomiędzy modułami i stopniem plastyczności glin morenowych, które stanowiły podłoże dla projektowanej inwestycji.

EN

The paper presents statistical evaluation of the dependence between the deformation modules determined with the static sounding method and with the dilatometer tests. Also the relationship between the modules and the plasticity index of the moraine clays which constituted subsoil for the project design were analyzed.

18

Problemy techniczne i interpretacyjne sondowań statycznych dużej głębokości

Tschuschke W., Młynarek Z., Kroll M., Welling E.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2003

|

nr 1

29-33

PL

Technika wykonania głębokich sondowań w podłożu charakteryzującym się różną wytrzymałością i zmiennym uwarstwieniem. Sondowania piezostożkami o powierzchni przekroju 10 cm2 i 15 cm2 z jednym lub dwoma filterkami do pomiaru ciśnienia wody w porach. Weryfikacja procedur interpretacyjnych. Związki między parametrami charakterystyk penetracji i stanem gruntu.

EN

Methodology of deep penetrations of a subsoil with diverse strength and stratification. Penetrations by piezzo-cones of the area of 10 and 15 cm2 and one or two filters for pore water pressure measurements. Verification of interpretation procedures. Relationships between parameters of penetration characteristics and state of the soil.

19

Laboratoryjne stanowisko do wykonywania sondowań statycznych w gruntach

Tschuschke W., Młynarek Z.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2003

|

T. 8, nr 2

182--186

PL

W pracy przedstawiono rozwiązanie konstrukcyjne stanowiska do sondowań statycznych oraz zaproponowano procedurę modelowania wielkowymiarowych próbek gruntu. Zaprezentowano także metodykę badania na stanowisku cech fizycznych testowanego gruntu. W badaniach zastosowano standardowy stożek mechaniczny firmy van den Berg wciskany w próbkę gruntu ze stałą prędkością 2 cm/s.

EN

The paper describes a static penetration stand and a procedure for modelling large size soil samples. Also the study of methodology for examining physical parameters of the tested soil has been presented. The penetration rate of V=2 cm/s and an original van den Berg cone were used in the investigations.