Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical simulation of subsidence caused by roadway system

Polanin Piotr, Kowalski Andrzej, Walentek Andrzej

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 2

385--397

EN

Exploitation of hard coal seams by roadway system is applied by two coal mines in southern Poland in Upper Silesian Basin. It is a secondary mining exploitation carries out in safety pillars of urban areas and shafts within mining areas of closed coal mines. Roadway system is the excavation process of gateways which are made in parallel order leaving coal pillars between them. An optimal width of coal pillar makes roadway stable and reduces subsidence of terrain surface. The article presents results of subsidence simulation caused by partial extraction using empirical and numerical methods on the example of one exploitation field of “Siltech” coal mine. The asymptotic state of subsidence was considered after mining ceased in the study area. In order to simulate of subsidence, numerical model of rock mass and model of Knothe-Budryk theory were calibrated. Simulation of vertical displacements in numerical method was carried out using RS3 program by Rocscience based on finite element method. The assumption was made that model of rock mass is transversely isotropic medium, in which panels were designed according to order of extraction of coal seams. The results of empirical and numerical methods were compared with measured values of subsidence at benchmarks along drawn lines (subsidence profiles).

PL

Eksploatacja złoża węgla kamiennego systemem chodnikowym jest stosowana w Polsce w Górnośląskim Zagłębiu Węglowym przez dwie kopalnie. Jest to eksploatacja wtórna prowadzona na obszarach górniczych zlikwidowanych kopalń w filarach ochronnych szybów i zabudowy powierzchni. Proces technologiczny polega na drążeniu równoległych do siebie chodników w granicach pól eksploatacyjnych. Pomiędzy wyrobiskami pozostawiane są filary węglowe o odpowiedniej szerokości w celu zapewnienia ich stateczność i minimalizacji deformacji powierzchni terenu. W artykule przedstawiono wyniki symulacji obniżeń terenu spowodowanych eksploatacją częściową przy wykorzystaniu metody empirycznej i modelowania numerycznego na przykładzie jednego pola eksploatacyjnego kopalni „Siltech”. Analiza obejmowała asymptotyczny stan deformacji terenu po zakończonej eksploatacji w tym rejonie. W celu odwzorowania obniżeń terenu wykonano kalibrację numerycznego modelu górotworu i teorii Knothego-Budryka. Symulację obniżeń powierzchni terenu metodą numeryczną (MES) wykonano programem RS3 firmy Rocscience. Założono, że model górotworu jest ośrodkiem transwersalnie izotropowym, w którym odtworzono eksploatację systemem chodnikowym zgodnie z kolejnością wybierania pokładów. Dla wytypowanych punktów obserwacyjnych tworzących ciąg linii porównano obliczone obniżenia metodą empiryczna i numeryczną z wartościami zmierzonymi w terenie.

2

Ocena wpływu pozostawionej resztki złoża na sytuację geomechaniczną w polu eksploatacyjnym w świetle modelowania numerycznego

Adach K., Butra J.

Rudy i Metale Nieżelazne Recykling

|

2015

|

R. 60, nr 5

199--210

PL

W artykule przedstawiono wyniki analiz numerycznych wpływu pozostawionej resztki złoża o szerokości 40 m na sytuację geomechaniczną w jednym z pól eksploatacyjnych zlokalizowanych w kopalni Polkowice-Sieroszowice. Za pomocą programu komputerowego Phase2 v. 8.0 (opierając się na metodzie elementów skończonych) wyznaczono m.in. rozkład naprężeń pionowych σy, rozkład wskaźnika wytrzymałości górotworu Sf oraz zasięg stref uplastycznionych w analizowanym rejonie, w kolejnych krokach symulowanej eksploatacji systemem komorowo-filarowym z ugięciem stropu i ruchowym filarem zamykającym. Przeanalizowano zachowanie się resztki calizny pod wpływem oddziaływania prowadzonej eksploatacji. W celu jak najlepszego odzwierciedlenia rzeczywistej sytuacji w modelowanym polu eksploatacyjnym, parametry górotworu określono opierając się na klasyfikacji Hoeka-Browna (wykorzystano program komputerowy RocLab 1.0), natomiast parametry filarów technologicznych i resztkowych wyznaczono na podstawie analizy wstecz (z ang. back calculation). Procedurę obliczeń odwrotnych przeprowadzono wykorzystując narzędzia statystyki matematycznej wchodzące w skład pakietu STATISTICA v. 10. Przedstawiono rezultaty obliczeń numerycznych stanu górotworu przed pozostawieniem resztki złoża oraz po jej wydzieleniu, co pozwoliło zilustrować, w jaki sposób resztka zaburzyła sytuację geomechaniczną w polu. Symulacje numeryczne wykazały, że na krawędzi pozostawionej resztki złoża o szerokości 40 m może dość do gwałtownego załamania stropu nad przestrzenią wybraną, przede wszystkim w wyniku przekroczenia wytrzymałości na ścinanie, co może skutkować wystąpieniem zjawiska sejsmicznego.

EN

In this paper results of numerical modeling of remnant influence on rock mass stability are presented. Using the finite element method remnant (with a width of 40 m) impact on the geomechanical situation in one of the mining fields in polish underground copper mines was numerically analyzed. In the chosen mining field ore is extracted by using room and pillar mining system with roof deflection. Using Phase2 v. 8.0 computer program vertical stress σy, strength factor Sf and failure zones were determined. The behavior of the 40 m width remnant under the influence of mining activity was analyzed. In order to show the real situation in the modeling field parameters of the rock mass were determined based on the Hoek-Brown classification (computer program RocLab 1.0 was used), while the parameters of technological and residual pillars were determined by back calculation. Inverse calculation procedure was carried out using results of numerical simulations, the in-situ measured data (convergence of the excavations) and statistical methods. The tools of mathematical statistics included in the package STATISTICA v. 10 were used. This paper presents the results of numerical calculations of the rock mass condition before and after leaving 40 m width remnant, which illustrate how remnant disturbed geomechanical situation in the field. Numerical simulations performed using Phase2 v. 8.0 showed that on the edge of remnant violent rupture of roof strata can occur. It can cause a high energy seismic event.

3

Ustalenie parametrów wytrzymałościowych popioło-żużla i piasku pylastego z wykorzystaniem niszczących badań nasypów modelowych

Baran P., Cholewa M.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2015

|

Tom 17, cz. 2

1463--1483

EN

Soil used as a material to form earth structures has been divided according to EN ISO 14688 on natural and anthropogenic soil. In the process of electricity and heat production, during combustion of carbonaceous material the various types of waste has been arising, such as: fly ashes, slags, ash-slags, etc. These wastes have a very good compaction properties, which is use in the construction of flood banks, dykes and embankments. The ashes are often used to improve and stabilize cohesive soils (which are characterized by a high degree of plasticity) and organic soils. The addition of fly ash improves the shear strength of the soil and reduce the deformability. It is important that before using anthropogenic soil for construction purposes, examine its suitability for use within a given type of a structure and the most effective method of verification are laboratory and field tests. Knowledge of geotechnical properties of soils is essential for the economic and safe design of earth structures. Stability calculations of a ground, slopes, and earth pressure on retaining structures, it would not be possible without the knowledge of soil shear strength and the values of the parameters defining this strength. Destructive tests of model embankments, made of two types of soil: natural (silty sand) and anthropogenic (ash-slag) have been performing for the purpose of this article. The aim of this study was to reach the real values of strength parameters - parameters that determine the safety of earth structures, and to confront them with strength parameters obtained from a standard tests. Problems with determination of real values of the angle of internal friction and cohesion in soil inspire to seek alternative methods involving the trial loading of embankment in real dimensions, simulating a usability load. That method requires in situ studies on a large scale of the embankment and to solve the inverse boundary problem. In this issue the known data are operational or limit loads, and the corresponding displacement, and the unknowns are the values of soil parameters. The authors of this article presented a similar to the described above method for determining the values of selected soil strength parameters, based not on the large scale but on laboratory test models in semi-technical scale. Parameters which we were looking for were: the angle of internal friction (F) and cohesion (c). After forming the embankments test model with slopes 45° and 60°, and performing overload tests, the limit load applied in top of the embankment model and slip surface have been obtaining. These data allowed to pass to the calculation phase using a back-analysis method by adopting one of the slopes stability methods estimation. It was assumed that the tested models of embankments were in limit state just before the destruction. So, the stability coefficient F of the slope had value equals 1,0. To perform a stability analysis one of the limit equilibrium method (Morgenstern-Price method) was used. This method rigorously approaches to meet all of the equilibrium conditions governing the soil. A detailed description of the method can be found in another publication of the authors [1]. The determination of the limit strength parameters has been describing in this article. The obtained landslide surfaces limited by a scarp and slip line have been dividing into 25 to 30 slices and the stability coefficients of model slopes was determining as follows: − range values of the angle of internal friction and cohesion of silty sand has assumed: F = 10–40˚ (slope 45°), F = 20–50° (slope 60°), c = 5–30 kPa, − range values of the angle of internal friction and cohesion of ash-slag has assumed: F = 10–50 (slope 45°), F = 20–60 ° (slope 60°), c = 0–40 kPa,− for all combinations of the F and c from aforementioned range values, the stability coefficient have been obtaining (table 3–6). On the basis of specific values of F, the pairs of F and c for which F = 1 (limit values of strength parameters) the limit curves have been plotting for all test models (Fig. 11 and 12). It was noted that smaller embankment failure load implicate the larger values of the limited angle of internal friction corresponding to lower limited cohesion. The range values of the angle of internal friction in this case is larger than in the soil that could take a larger load (limit curve is sharply inclined). There is also shown that the soil that could take a larger load is characterized by a smaller range of values of the angle of internal friction (limit curve is gently inclined). From the limit equilibrium methods point of view, using the strength criterion described by equation (2), the conditions of stability corresponded to limit state (F = 1) is obtained for any configuration of limit strength parameters, provided that the configuration of the angle of internal friction and cohesion is laying on the limit curve.

4

Zmiana sztywności nawierzchni drogowej w obszarze deformacji nieciągłej

Grygierek M., Waszak A.

Przegląd Górniczy

|

2015

|

T. 71, nr 3

30--37

PL

Na skutek prowadzonej eksploatacji górniczej na powierzchni terenu powstają deformacje ogólnie klasyfikowane jako deformacje ciągłe lub nieciągłe. W przypadku obiektów liniowych, do których zaliczamy nawierzchnię drogową, najbardziej. niekorzystną formą deformacji są deformacje nieciągłe, zasadniczo zmieniające parametry drogi zarówno pod względem jej parametrów geometrycznych, jak również wytrzymałościowych. Oczywiście tego typu deformacjom towarzyszy radykalne, obniżenie bezpieczeństwa użytkowników drogi. W artykule przedstawiono wybrane wyniki z terenowych badań nawierzchni drogowej, ilustrujące wpływ nieciągłości na redukcję sztywności warstw nawierzchni drogowej.

EN

On the soil surface some kind of deformation may occur as a result of mining exploitation. In general it is classified as p continuous and discontinuous deformation. In case of linear buildings, including road pavement, discontinuous deformation d is the most negative form of deformation which basically deteriorates its geometrical parameters as well as its durability n parameters. Obviously this kind of deformation is accompanied by drastic worsening of road user's safety. This paper presents selected findings of fieldwork research of road pavement. It illustrates the influence of discontinuity on the reduction of layers´ stiffness of a pavement construction.

5

Weryfikacja parametrów podłoża gruntowego z wykorzystaniem analizy wstecznej na przykładzie wiaduktu drogowego

Nepelski K.

Budownictwo i Architektura

|

2014

|

Vol. 13, nr 2

39--48

PL

W pracy zaproponowano metodę modelowania niejednorodnego podłoża oraz dobór jego parametrów. W artykule opisano analizę posadowienia wiaduktu drogowego. Wykonano obliczenia numeryczne MES podpory wiaduktu łącznie z bryłą podłoża gruntowego zdefiniowanego modelem Cam Clay. Przeprowadzono szereg obliczeń z wykorzystaniem zmiennych parametrów podłoża. Wyniki porównano z pomiarami geodezyjnymi. Postępując zgodnie z zasadami analizy wstecznej zweryfikowano właściwości podłoża wyznaczone za pomocą badań laboratoryjnych oraz odwiertów.

EN

The paper presents the analysis of foundation of the road bridge. The numerical calculation of the bridge abutment was made in FEM Software with subsoil modelled as solid defined by Cam Clay model. Number of calculations was made by using variable parameters of soil. Results were compared with geodetic measurements. Soil properties designated by lab test and geological boreholes, were verified with computer back analysis results.

6

Analiza niezawodności zabezpieczenia wykopu na podstawie pomiarów inklinometrycznych oraz analiz numerycznych

Gorska K., Wyjadłowski M.

Przegląd Komunikacyjny

|

2013

|

Nr 3

32--35

PL

W artykule przedstawiono procedurę określenia parametrów geotechnicznych gruntów nasypowych oraz obliczenia niezawodności palisady z pali wierconych. Wykorzystano wyniki pomiarów inklinometrycznych, analizę odwrotną [1], obliczenia numeryczne oraz metody szacowania niezawodności konstrukcji. Proponowana procedura pozwala na projektowanie obudowy wykopu metodą obserwacyjną oraz aktywną modyfikację projektu zabezpieczenia wykopu w trakcie wykonywania konstrukcji w celu osiągnięcia wymaganego współczynnika niezawodności.

EN

This paper presents a procedure of determination of geotechnical parameters of fill layer and the calculation of reliability of cantilever continuous bored pile palisade. Inclinometer measurements, results, inverse analysis, numerical calculations and methods for estimating the reliability of the structure was used. The proposed procedure allows to design excavation enclosure by observation method and active modification of the project in the course of construction in order to achieve the required reliability factor.

7

Wyznaczanie parametrów geotechnicznych podłoża w metodzie obserwacyjnej

Gorska K., Wyjadłowski M.

Materiały Budowlane

|

2013

|

nr 3

74--75

8

Wybrane przykłady zastosowań sztucznych sieci neuronowych w geotechnice

Ochmański M., Bzówka J.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2013

|

Vol. 4, no. 4

287--294

PL

Sztuczne sieci neuronowe (SSN) umożliwiają rozwiązywanie problemów bardzo trudnych lub wręcz niemożliwych wcześniej do rozwiązania. W referacie zostaną przedstawione przykłady zastosowania sztucznych sieci neuronowych do rozwiązań wybranych problemów geotechnicznych. Pierwszy przykład dotyczy wykorzystania sztucznych sieci neuronowych do analizy przemieszczeń dwóch bliźniaczych tuneli wykonanych w technologii SCL (Sprayed Concrete Linning). Konstrukcja poddana analizie jest częścią stacji Fővám, czwartej linii metra w Budapeszcie. Analizę przeprowadzono bazując na danych uzyskanych podczas budowy linii metra oraz monitoringu geotechnicznego. W celu analizy opracowano model numeryczny, który posłużył do przeprowadzenia w pierwszej kolejności analizy wrażliwości użytych parametrów modelu konstytutywnego oraz do analizy wstecznej tych parametrów. W przypadku obu analiz posłużono się sztucznymi sieciami neuronowymi, które pokazały łatwość ich zastosowania oraz wiarygodność uzyskanych wyników. W drugim przykładzie przedstawiono sposób przewidywania średnicy kolumn iniekcyjnych. Określenie kształtu kolumn iniekcyjnych, w tym głównie ich średnicy, jest bardzo trudne. Możliwość zastosowania sztucznych sieci neuronowych do określenia średnicy kolumn może w znaczący sposób zoptymalizować metody projektowania kolumn iniekcyjnych. W przykładzie posłużono się obszerną bazą danych zawierającą opis warunków gruntowo-wodnych podłoża, w którym wykonano kolumny iniekcyjne i pomierzone wartości średnic kolumn po ich odsłonięciu. Dane związane z kolumnami iniekcyjnymi zostały wykorzystane do utworzenia sztucznej sieci neuronowej, a następnie do określenia przewidywanych średnic kolumn iniekcyjnych. Uzyskane wyniki charakteryzują się bardzo dobrą zbieżnością z rzeczywistymi wymiarami kolumn. Wykorzystanie sztucznych sieci neuronowych stanowi alternatywę wobec tradycyjnych metod rozwiązywania problemów geotechnicznych.

EN

Artificial Neural Networks (ANN) allow to solve difficult problems which sometimes are impossibleto solve using traditional methods. In the paper the examples of application of Artificial Neural Networks for solving selected problems in geotechnics are presented. First example deals with the use of ANN to analyze two similar tunnels built using SCL technology. The structure of interest is a part of Fővám square station of the 4th metro line in Budapest. Analysis was performed based on the data obtained from geotechnical monitoring and from construction stages. The numerical model was prepared for the purpose of sensitivity and back analyses of constitutive model parameters. In both cases the applications show the possibility and reliability of conducted results. Prediction method of jet grouting columns diameter was presented in the second example. Nowadays, definition of columns geometry and estimation of their diameters are difficult task. Possibility of ANN use for estimation of jet grouting columns diameter can optimize designing method. Wide database of field trial jet grouting columns, corresponding soil properties and their forming parameters with measured values of their diameters were used in the presented example. Data describing jet grouting columns were used for creating ANN and for estimating their diameters. The results are characterized by high correlation level between measured values of columns diameter and their predicted equivalents. The use of Artificial Neural Networks is an alternative method which can allow us to solve complex geotechnical problems. Selected examples confirm that the use of ANN is characterized by high reliability level.

9

Wpływ odkształceń ściskających na sztywność warstw kruszywowych rozluźnionych wcześniejszą eksploatacją górniczą

Grygierek M.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 8

112--118

PL

Eksploatacja górnicza powoduje na powierzchni terenu rozluźnienia lub ściskania, w obszarach tych może dochodzić do redukcji lub wzrostu sztywności warstw nawierzchni. Często kolejne eksploatacje górnicze powodują, iż warstwy nawierzchni poddawane są zarówno rozluźnieniu jak i dogęszczeniu. Przeprowadzone terenowe obserwacje przedstawiają skalę zmian sztywności warstwy kruszywa poddanej rozluźnieniu (eksploatacja 1. ściany), a następnej dogęszczeniu (eksploatacja 2. ściana). Zaobserwowane zmiany sztywności warstwy kruszywa mogą być przydatne w ocenie stopnia zagrożenia uszkodzenia nawierzchni przy planowaniu eksploatacji gónriczej. Wykorzystano wyniki pomiarów geodezyjnych oraz badań ugięciomierzem dynamicznym FWD, a na ich podstawie wykonano identyfikację modułów warstw nawierzchni.

EN

Mining exploitation causes loosenings or compressions on the ground surface, in these areas can follow the reduction or increase of the rigidity of pavement layers. Frequently successive mining exploitation causes that the pavement layers are subject to both loosening and consolidation. The performed terrain observations present the scale of changes of the rigidity of aggregate layer subject to loosening (exploitation of the first longwall, and next consolidation (exploitation of the second longwall). The observed changes of aggregate layer rigidity can be useful in the assessment of the hazard degree of pavement damage when planning mining exploitation. The results of geodetic surveys and tests carried out by means of the Falling Weight Deflectometer (FWD) were used, and on their basis the identification of pavement layer modules was performed.

10

Oddziaływanie głębokich posadowień na otoczenie w środowisku zurbanizowanym

Popielski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2012

|

z. 61

3--168

PL

Niniejsza rozprawa podejmuje próbę kompleksowego ujęcia problematyki szacowania przemieszczeń w obszarze oddziaływania obiektów budowlanych, charakteryzujących się znaczną głębokością posadowienia. Podstawę rozważań stanowią własne obserwacje i pomiary, koncepcje, analizy teoretyczne oraz zweryfikowane wyniki modelowania numerycznego. W pracy uwzględniono aktualny stan wiedzy, obejmujący metody określania gruntowych parametrów geotechnicznych, pomiarów przemieszczeń oraz czynniki wpływające na uzyskiwane wyniki. Praca lokuje się w szerokim nurcie metod obserwacyjnych, rozwijając wykorzystanie analizy wstecz w modelowaniu współpracy konstrukcji i podłoża gruntowego. Zakres pracy obejmuje weryfikację metody określania oddziaływania głębokiego posadowienia na zabudowę sąsiednią, znajdującą się zarówno na powierzchni, jak i poniżej poziomu terenu. Zdaniem autora najskuteczniejszym narzędziem prognozy i oceny oddziaływań głęboko posadowionych obiektów budowlanych jest analiza numeryczna za pomocą metody elementów skończonych, nawet z wykorzystaniem prostego modelu gruntu, ale bazującego na zweryfikowanych parametrach materiałowych. W pracy analizowano kilka obszarów badawczych. Przede wszystkim omówiono problemy i niepewności występujące przy analizie głębokich posadowień, głównie przy określaniu wartości parametrów podłoża. Omówiono problemy i niepewności, które występują w obliczeniach geotechnicznych. Przedstawiono ich źródło oraz rozwój metod i rozwiązań poprawiających zgodność obliczonych i pomierzonych przemieszczeń budynków. W tej części pracy autor bada możliwości wykorzystania i trafność reguł różnicowania (uzmienniania) parametrów geotechnicznych warstw gruntu zalegającego na dużych głębokościach, na podstawie zależności lokalnych, z uwzględnieniem zmian sztywności gruntu, bazując na teorii małych odkształceń. W tym obszarze brane są pod uwagę dwie ścieżki analizy. Pierwsza dotyczy modyfikacji nie doszacowanych parametrów gruntowych określanych na podstawie polskiej normy PN-81/B-03020, która niestety bywa w dalszym ciągu wykorzystywana przy rozpoznaniu podłoża pod głębokie posadowienia. Przedstawiono możliwości numerycznych analiz głębokiego posadowienia oraz wyniki weryfikacji modeli numerycznych za pomocą analizy wstecz na podstawie prowadzonego monitoringu. Omówiono zalecany zakres monitoringu oraz zaprezentowano repery służące do pomiarów przemieszczeń w trakcie wykonania płyty fundamentowej. Omówiono przypadki zastosowania takich reperów oraz przed stawiono zalety ich wykorzystania. Przedstawiono autorskie modyfikacje do wartości parametrów określonych w rozpoznaniu bazującym na normie PN-81/B-03020, przy wykorzystaniu ich do symulacji numerycznych głębokich posadowień. Druga ścieżka dotyczy modyfikacji parametrów podłoża określonych za pomocą metody sejsmiki powierzchniowej w zakresie bardzo małych odkształceń. Parametry wyznaczone w ten sposób mają wartości przeszacowane w stosunku do ustalonych ex post, na podstawie obserwowanych wartości przemieszczeń. W pracy wykorzystano doświadczenia wynikające z analizy wyników monitoringu przemieszczeń i poziomów wody gruntowej w trakcie realizacji części podziemnej obiektu, wyniki nowoczesnych badań geofizycznych podłoża oraz analizy wstecz, prowadzonej w okresie głębienia wykopu fundamentowego. Opisano doświadczenia autora, który przy wyznaczaniu obliczeniowych parametrów sztywności gruntu, bazował na wartościach wyznaczonych za pomocą metody sejsmiki powierzchniowej. Opisano 4 głębokie posadowienia w rejonie śródmieścia Warszawy, w których wykonano badania polowe w trakcie głębienia wykopu. Zaprezentowano wyznaczone przez autora współczynniki redukcyjne do wartości modułów odkształcenia, określonych za pomocą metod sejsmicznych dla różnych rodzajów gruntów w rejonie Warszawy. Kolejny obszar badawczy dotyczył interakcji głębokich posadowień i środowiska wód gruntowych. Autor przedstawił własną interpretację powiązania zjawisk zależnych od zmian w środowisku wód gruntowych na terenach zurbanizowanych z możliwymi modyfikacjami parametrów podłoża i wystąpieniem innych niekorzystnych zjawisk spowodowanych przez filtrującą wodę. Przedstawiono analizę możliwych skutków, jakie w środowisku zurbanizowanym mogą być spowodowane przez zmiany poziomu wody gruntowej w trakcie wykonania i eksploatacji obiektów posadowionych głęboko. Przedstawiono przyczyny możliwych zmian parametrów gruntowych oraz powstania innych zjawisk mających wpływ na przemieszczenia, a w końcowym etapie na bezpieczeństwo obiektów. Ostatni obszar badawczy dotyczył określenia wartości dopuszczalnych przemieszczeń głęboko posadowionych obiektów budowlanych (GPOB) oraz budynków znajdujących się w ich sąsiedztwie. Przedstawiono zasady oceny jakościowej i oszacowania ilościowego prezentowane przez innych autorów oraz najważniejsze akty prawne. W tym obszarze również wyznaczono dwie ścieżki analizy. Pierwsza ścieżka dotyczyła analizy dopuszczalnych wartości przemieszczeń obiektów sąsiadujących z głębokimi posadowieniami. Wykorzystano w niej dane związane z przemieszczeniami obiektów poddanych oddziaływaniom górniczym oraz wytyczne polskie i rosyjskie, dotyczące zabezpieczenia obiektów sąsiednich w rejonie głębokich wykopów. Wykorzystano doświadczenia z oddziaływań górniczych, ponieważ uwzględniają wpływ przemieszczeń (niecki górniczej) na istniejące obiekty. Zdaniem autora oddziaływanie głębokiego posadowienia na otoczenie można porównać z przejściem niecki górniczej pod obiektami. Na początku realizacji inwestycji na obiekty sąsiednie oddziałuje wypiętrzenie dna wykopu i gruntu przyległego powodujące uniesienie krawędzi istniejącego budynku i wywołuje deformacje, tak jak we wklęsłej strefie niecki górniczej. Potem wykonanie nowego obiektu budowlanego powoduje osiadania krawędzi istniejącego budynku i deformacje, tak jak w wypukłej strefie niecki. Po analizie dostępnych materiałów stwierdzono, że są już wykonane bardzo szczegółowe opracowania, które mogą być z powodzeniem wykorzystane do analizy oddziaływania głębokiego posadowienia. Autorskie porównanie wartości granicznych z zalecanych przez autora wytycznych z prezentowanymi w danych górniczych wykazało wysoką zgodność. Drugą ścieżką w tym obszarze badań była analiza dopuszczalnych przemieszczeń i miar odkształcenia, w publikowanych w okresie ostatnich kilkudziesięciu lat normach polskich, radzieckich i rosyjskich oraz literaturze światowej dla nowo powstających budynków. Zastosowano autorską interpretację prezentowanych w normach miar przemieszczeń i odkształceń, sprowadzając je do definicji prezentowanych w Eurocode 7 [PN-EN 1997-1:2008]. Przytoczono tabele dopuszczalnych wartości z analizowanych publikacji z opisem wartości dostosowanym do definicji opartych na EC7. Następnie porównano graniczne wartości poszczególnych miar z wartościami prezentowanymi w załączniku krajowym EC7 i zaproponowano autorskie uzupełnienie do tego załącznika wraz z propozycjami wartości liczbowych.

EN

This dissertation attempts to address the complex issue of estimating displacements in the very deep foundations area of influence. The monograph is based on the author's observations, measurements and concepts as well as theoretical analyses and verified results of numerical modeling. The study takes into account the current state of knowledge covering methods of soil geotechnical properties determination, displacements measurements and factors that influence obtained results. The paper embraces a wide range of observational methods extending the use of back-analysis in soil-structure interaction modeling. The thesis covers the verification of a method for determining the influence of deep foundation on the neighboring building with shallow or deep foundation. The author believes that the most effective tool for prognosis and evaluation of the influence of deeply founded structures is numerical analysis adapting finite element method, even with the use of simple soil models based on verified material parameters. The work analyses several research areas. The first covers the discussion of problems and doubts when analyzing deep foundations, mainly whilst determining soil parameters. Problems and doubts regarding geotechnical calculations, their source as well as methods and solutions to improve compatibility of calculated and measured displacements of buildings are also described. In this part the author examines the possibilities of implementation and the accuracy of the principles of geotechnical parameters modification for soil layers deposited at depths. This has been done on the basis of local relationships taking into account changes in soil stiffness for very small strains. In this area two types of analysis paths are considered. The first one relates to modifications of underestimated soil parameters determined on the basis of Polish standard PN-81/B-0320, which unfortunately is sometimes used to describe soil below deep foundations. This paper presents possibilities of numerical analysis of deep foundations as well as verification of numerical modeling results using back analysis on the basis of displacements monitoring. The suggested range of monitoring as well as benchmarks used to measure displacements during implementation of foundation raft are also described. The author discusses cases of such benchmarks utilization and their application benefits as well as presents modifications to parameters defined based on Polish standard PN-81/B-03020 in numerical simulations of deep foundations. The second analysis path relates to modification of soil parameters determined basing on sur-face seismic method for very small strains. Parameters determined this way are overestimated in comparison with the ones assessed ex post on the basis of observed displacement values. This work uses experience derived from analysis of displacement monitoring results and groundwater levels monitoring during construction of the underground part of the building as well as the results of modern geophysical investigation of soil and back-analysis performed during excavation period. The author's experience in determining soil stiffness parameters with surface seismic method is also described. The author presents four deep foundations in the downtown area of Warsaw for which site investigations were conducted during excavation. Reduction factors, determined by the author, applicable to the deformation modulus value assessed on the basis of seismic methods for various types of soils within Warsaw area are also discussed. Another research area covers deep the interaction between foundation and groundwater environment. The author presents his own interpretation of linking phenomena associated with changes in groundwater environment in urbanized areas with possible modifications of soil parameters and occurrence of other adverse phenomena caused by seeping groundwater. An analysis of possible effects which can be caused in urbanized area by changes of groundwater levels during construction and exploitation of deep-founded structures have also been discussed. The causes of possible soil parameters changes as well as the occurrence of other phenomena that influence displacements and in the final stage have an impact on safety of buildings are also described. The last research area is connected with determination of allowable displacement values within the excavation area and for structures located in their neighborhood, The principles of qualitative assessment and quantitative estimation described by other authors as well as the most important legal acts are also presented. In this area two types of path analysis are determined, The first one regards the analysis of tolerable displacement values of structures adjacent to deep foundations. The data related to mining-induced displacements of structures as well as Polish and Russian guidelines regarding the safety of neighboring buildings within deep excavation area are also presented. The experience resulting from mine subsidence effects is used as it accounts for the impact of mining activities on subsidence of existing structures. The author believes that the influence of deep foundations on the surrounding environment can be compared to the impact of mining activities underneath buildings. In the first stage, the uplift of the bottom of the excavation and adjacent soil on the neighboring buildings causes elevation of the existing building edge just as in the concave part of the hollow. In the next stage, the construction of a new structure causes the subsidence of the existing building edge just as in the convex part of the hollow. Having analyzed available materials, the author claims that detailed studies have already been carried out and can successfully be utilized to analyze the impact of deep foundations. The comparison of maximum values by the author from recommended by him guidelines with presented mining data shows high agreement. The second path in this research area is an analysis of tolerable displacements and measurement of deformations of newly constructed structures, in published over the past several dozen years Polish, Soviet and Russian standards as well as in international literature. The author uses his own interpretation of the units of displacements and strains presented in various standards bringing them to the definitions described in Eurocode 7 [PN-EN 1997-1:2008]. Tables of tolerable values from analyzed publications with specification of values adopted to the definitions based on Eurocode 7 are also quoted. The author compares maximum values of individual measurements in relation to National Appendix to Eurocode 7 and proposes supplement to the Appendix with exact numerical values.

11

Oszacowanie parametrów wytrzymałościowych gruntu na podstawie analizy wstecznej stateczności skarpy

Wanik L., Gryczmański M.

Inżynieria i Budownictwo

|

2012

|

R. 68, nr 1

39-40

PL

Przeanalizowano stateczność skarpy głębokiego wykopu, wraz z oszacowaniem rzeczywistych parametrów gruntów budujących podłoże z wykorzystaniem metody elementów skończonych.

EN

The paper presents complex problem connected with back analysis of deep excavation slope stability and estimation of real soil parameters using The Finite Element Method (FEM).

12

Back analysis of SCL tunnels based on artificial neural network

Ochmański M., Bzówka J.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2012

|

Vol. 5, no. 3

73-82

EN

Soil parameters obtained as a result of a site investigation are prone to a certain error. In case of numerical modelling it is reasonable to clarify these parameters to ensure that the behaviour of numerical model is as close to reality as possible. Currently, the-state-of-the-art method is to perform sensitivity analysis and back analysis of soil parameters. This paper presents simplified method to perform above analysis to clarify soil parameters and to ensure behaviour of numerical model as close as possible to reality on an example of two similar SCL tunnels. One of the so-called "soft computation" method has been used - Artificial Neural Network [1].

PL

Parametry gruntowe uzyskane w wyniku badań polowych i laboratoryjnych są narażone na pewny błąd. W przypadku modelowania numerycznego zasadne jest doprecyzowanie tychże parametrów w celu zapewnienia możliwe najbardziej zbliżonego do rzeczywistości zachowania modelu numerycznego. Aktualnie jedną z najnowocześniejszą metodą jest przeprowadzenie kolejno analizy wrażliwości oraz analizy wstecznej parametrów gruntowych. W artykule przedstawiono uproszczoną formę przeprowadzenia w/w analiz w celu doprecyzowania warunków gruntowych i możliwie jak najbardziej zbliżonego do rzeczywistości zachowania modelu numerycznego na przykładzie dwóch bliźniaczych tuneli SCL. Posłużono się jedną z metod inteligentnych obliczeń numerycznych zwanych sztucznymi sieciami neuronowymi [1].

13

Analiza numeryczna odprężenia gruntu w głębokich wykopach ze względu na sztywność

Barański M., Popielski P., Szczepański T.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2008

|

R. 105, z. 3-Ś

3-20

PL

W artykule przedstawiono próbę uwzględnienia zmiany wartości sztywności gruntów lodowcowych podczas realizacji obiektów budowlanych na etapie powstawania wykopu fundamentowego do modelowania numerycznego. Metody niestandardowe (modelownie numeryczne) wymuszają rozbudowę sieci monitoringu i zastosowanie nowoczesnych badań gruntu.

EN

This paper presents attempts to consider changes in stiffness of glacial soils during deep excavation execution, in numerical modeling. Non standard approach (numerical modeling) forces to take advantage of modern soil investigation methods and net monitoring of displacements.

14

Wykorzystanie "analizy wstecz" i nowoczesnych badań gruntu do weryfikacji modeli numerycznych w geotechnice i hydrotechnice

Popielski P.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2007

|

z. 54

259-280

PL

W pracy omówiono możliwości wykorzystania zweryfikowanych (wytarowanych) modeli numerycznych. Przedstawiono analizę dotycząca wykorzystania wyników modelowania metodą elementów skończonych (MES) pracy konstrukcji zapory betonowej dla potrzeb modernizacji sieci kontrolnej oraz wykorzystania wyników obliczeń w określeniu oddziaływania na sąsiednie obiekty przy realizacji głębokiego posadowienia w gęstej zabudowie miejskiej. Omówiono scenariusz obliczeń oraz tarowanie modelu numerycznego na podstawie analizy wstecz. Do weryfikacji obliczeń wykorzystano dane z obserwacji przemieszczeń na rzeczywistym obiekcie hydrotechnicznym, inwestycji zrealizowanej w centrum miasta oraz wyników badań podłoża za pomocą metody sejsmiki powierzchniowej.

EN

The paper discusses possibilities to utilize verified (tared) numerical models. Analysis concerning application of modeling results, obtained with the FEM finite elements method, for the needs of evaluation of work of the concrete dam construction elements for the needs of modernisation of a geodetic control network and foundation influence on adjacent constructions, has been presented. The scenario of calculations, taring of the numerical model basing on the backward analysis, as well as analysis of results have been discussed. Data from surveys of displacements of a real hydrotechnical structure have been used for the needs of calculations.

15

Wyznaczanie wzmocnionych parametrów podłoża

Popielski P.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2007

|

Nr 5

48--52

16

Wielkowymiarowe próbne obciążenia jako metoda rozpoznawania nośności i sztywności podłoża gruntowego

Łupieżowiec M.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2007

|

R. 104, z. 1-Ś

105-116

PL

W artykule zamieszczono wyniki próbnych obciążeń, które służyły rozpoznaniu podłoża, z jakiego zbudowany jest nasyp, a ponadto dzięki nim możliwe były poprawne zaprojektowanie wzmocnienia oraz kontrola jego wykonania. Obciążenie polegało na zbudowaniu stosu płyt drogowych układanych na podstawie 3,5 x 6,0 m. Tak duży obszar obciążenia pozwalał na ocenę jakości podłoża na znacznej głębokości. Nacisk na podłoże wynosił ok. 100 kPa. W dalszej części zamieszczono oszacowanie wartości parametrów modelu MCC na podstawie wyników badań oraz prognozę osiadań rzeczywistego obiektu.

EN

In paper results of trial loading are presented. They were used to the recognition the subsoil built by made ground, moreover it was possible correct designing the strengthening and inspection the quality of it. Those loads were realised by building the stock of pavement slabs placed on the 3,5 x 6,0 m base. That big load area made possible the judgement of subsoil in the considerable depth. The pressure on the base was about 100 kPa. Then it presented the estimation of the value parameters of MCC model using test results and the forecasting of settlements of real object.

17

Analiza możliwości weryfikacji modelu numerycznego na podstawie pomiarów i badań wykonanych w trakcie realizacji obiektu

Barański M., Szczepański T., Popielski P., Wrona M.

Czasopismo Techniczne. Środowisko

|

2007

|

R. 104, z. 1-Ś

3-16

PL

W pracy przedstawiono wyniki numerycznej analizy rozwiązań konstrukcyjnych posadowienia budynku X. Obliczenia przeprowadzono, wykorzystując parametry materiałowe zweryfikowane za pomocą analizy wstecz opartej na wynikach obserwacji dotychczasowych osiadań budowli oraz nowoczesnych badań gruntu. Przedstawiono metodykę zastosowanej analizy oraz wyniki weryfikacji parametrów.

EN

This paper presents the results of numerical analysis of the constructional solutions of building X foundations. The calculations were performed using material parameters verified by "back analysis" depending on the observations of the construction's movements and recent soil investigation. The paper shows the methods used in the analysis and the results of parameters veryfication.

18

Zastosowanie analizy wstecznej do wyznaczenia parametrów gruntu niespoistego na podstawie wyników badań modelowych

Bartosiewicz A., Srokosz P., Dembicki E.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 97

41-48

PL

W artykule przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych, będących symulacjami badań modelowych nośności jednorodnego, niespoistego podłoża gruntowego, ograniczonego warstwą sztywną, przeprowadzonych w płaskim stanie odkształcenia ośrodka gruntowego. Opisano zastosowaną w obliczeniach procedurę poszukiwania wartości parametrów wytrzymałościowych gruntu na podstawie analizy krzywej obciążenie-osiadanie, uzyskanej z badań modelowych. W obliczeniach zastosowano program komputerowy oparty na metodzie elementów skończonych. W artykule przedstawiono kilka przykładów uzyskanych wyników.

EN

This paper presents the results of numerical calculations, which are the simulations of model tests of bearing capacity of homogeneous, noncohesive soil limited by rigid layer with regard to two-dimensional aspect of this phenomenon. A procedure of determination of the soil's strength parameters based on a load-settlement curve obtained from model tests are described. In calculations a computer program based on finite element method was applied in calculations. Some examples of obtained results are presented in the paper.

19

Wykorzystanie analizy wstecznej do oceny parametrów odpadów i analizy stateczności starych nadpoziomowych wysypisk odpadów komunalnych

Koda E.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 97

91-100

PL

W artykule przedstawiono ocenę parametrów wytrzymałościowych przeprowadzoną na potrzeby rekultywacji wysypisk Radiowo i Łubna zlokalizowanych w rejonie Warszawy. Badania parametrów wytrzymałościowych odpadów do analizy stateczności obejmowały: analizę morfologiczną, wkopy i nasypy badawcze, sondowania statyczne WST i CPT, próbne obciążenia płytami MON oraz analizy wsteczne wybranych fragmentów skarp (skarpa stateczna, skarpa z pęknięciami, osuwisko). Obliczenia stateczności wysypisk, zarówno na potrzeby analizy wstecznej, jak i obliczeń projektowych, przeprowadzono z zastosowaniem klasycznych metod stosowanych w geotechnice (program GEO-SLOPE) oraz metody elementów skończonych (program Z-SOIL). W artykule omówiono też zabiegi techniczne zaprojektowane w celu zapewnienia stateczności wysokich skarp wysypisk Radiowo i Łubna. Doświadczenia i wyniki obserwacji z tych obiektów są również wykorzystywane do rekultywacji innych podobnych wysypisk.

EN

The paper presents the shear strength parameters determination performed for the design of remedial works of Radiowo and Łubna old sanitary landfills. The investigation of waste shear strength parameters were performed using: waste morphological analysis, observations on test pits and test embankments, WST and CPT static soundings, slope failure tests with concrete slabs loading as well as back-analysis of selected parts of high landfill slopes (stable slope, cracked slope and landslides). Slope stability calculations for back-analysis and design analysis were carried out by classical methods (GEO-SLOPE numerical programme) and finite element modelling (Z-SOIL numerical programme). The paper also presents the design solutions for improvement of the slope stability of Radiowo and Łubna landfills. The experiences and observational results from these sites are used for the design of remedial works on other sanitary landfills.

20

Mathematical modelling of a cut-and-cover construction

Kunc K.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 98

73-78

EN

Firstly, the replacement of the soil by two different kinds of plasticity models (Mohr-Coulomb model and Hardening-Soil model) is conducted. Secondly, the response of the numerical models without and with compaction process is analysed. Finally, several parametric studies are performed by means of the numerical model with the closest results to the field measurements to investigate the influence of the soil properties, on which the cut-and-cover construction is build, on lining displacements.

PL

Po pierwsze, zastąpiono grunt dwoma różnymi modelami sprężystości (modele Mohra-Coulomba i ze wzmocnieniem). Po drugie, przeanalizowano reakcję modeli numerycznych z zastosowaniem procesu zagęszczania i bez niego. Przeprowadzono wreszcie szereg badań parametrycznych za pomocą modelu numerycznego, dającego wyniki najbliższe do badań terenowych, w celu zbadania wpływu własności gruntu, na którym prowadzona jest budowa metodą odkrywkową, na przemieszczenia obudowy.