Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Bezprzewodowy pomiar ciśnienia wody w porach gruntu w aparacie trójosiowego ściskania

Witowski Marcin

Przegląd Budowlany

|

2023

|

R. 94, nr 7-8

188--192

PL

Aparat trójosiowego ściskania jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych w laboratoriach geotechnicznych urządzeń badawczych służących do określania parametrów charakteryzujących zachowanie się gruntów pod względem wytrzymałości i sztywności. Urządzenie to ma możliwość pomiaru szeregu kluczowych parametrów, wśród których zasadniczą rolę odgrywa pomiar siły osiowej, odkształcenia osiowego oraz ciśnienia wody porowej w gruncie. Wskazane w normie europejskiej (Eurokod 7) podejście w zakresie projektowania geotechnicznego i sprawdzania stanów granicznych wymaga korzystania z parametrów efektywnych. Tym samym ich oznaczanie w warunkach laboratoryjnych wymaga prawidłowej (w zakresie procedury nasycania) i poprawnej (w zakresie lokalizacji pomiaru) rejestracji ciśnienia wody w przestrzeni porowej gruntu w trakcie badania. Standardowo pomiar tego ostatniego parametru wykonywany jest w dolnej części próbki lub w bardziej zaawansowanej formie, w połowie wysokości próbki. To drugie podejście jest bardziej miarodajne, ale wprowadza jednak wymóg przerwania ciągłości membrany otaczającej próbkę gruntu, co może prowadzić do niekontrolowanej penetracji wody z komory do wnętrza próbki. Rozwiązaniem tej niedogodności było opracowanie autorskiego projektu czujnika objętego postępowaniem patentowym. Zapewnienie pomiaru bezpośredniego na próbce przy jednoczesnym uniknięciu potencjalnej nieszczelności było możliwe poprzez zastosowanie nowatorskiego czujnika, który mierzy ciśnienie wody w porach gruntu i w sposób bezprzewodowy przesyła wyniki na zewnątrz komory. W artykule przedstawiono opis tego rozwiązania oraz sposób integracji nowego czujnika z rejestratorem i pozostałymi komponentami zestawu aparatu „trójosiowego” ściskania. Skuteczność zaproponowanego rozwiązania wykazano poprzez przeprowadzenie pełnej kalibracji wyników uzyskiwanych z czujnika. Uzyskane wyniki wykazały skuteczności zastosowanego bezprzewodowego czujnika do bezpośredniego pomiaru ciśnienia wody w gruncie.

EN

The triaxial compression apparatus is one of the most popular research devices in geotechnical laboratories used to determine the parameters characterizing the behavior of soils in terms of strength and stiffness. This device has the ability to measure a number of key parameters, among which the measurement of axial force, axial deformation and pore water pressure in the ground plays an essential role. The approach to geotechnical design and limit state verification indicated in the European standard (Eurocode 7) requires the use of effective parameters. Thus, their determination in laboratory conditions requires correct (in terms of the saturation procedure) and correct (in terms of measurement location) recording of water pressure in the soil pore space during the test. As a standard, the measurement of the latter parameter is performed in the lower part of the sample, or in a more advanced form, in the middle of the sample’s height. The latter approach is more reliable, but it introduces a requirement to break the continuity of the membrane surrounding the soil sample, which may lead to uncontrolled penetration of water from the chamber into the sample. The solution to this inconvenience was the development of a proprietary sensor design covered by patent proceedings. Providing direct measurement on the sample while avoiding potential leakage was possible by using an innovative sensor that measures the water pressure in the soil pores and wirelessly sends the results outside the chamber. The article presents a description of this solution and the method of integrating the new sensor with the recorder and other components of the triaxial compression apparatus set. The effectiveness of the proposed solution was demonstrated by carrying out a full calibration of the results obtained from the sensor. Validation of the results was performed on several series of tests carried out on several types of soils with different filtration properties. The obtained results showed the effectiveness of the wireless sensor used for direct measurement of water pressure in the ground.

2

Praktyczne aspekty zastosowania drukarki 3D w procesie przygotowania próbek gruntów do badań w aparacie trójosiowego ściskania

Kowalska Magdalena, Kowalski Marcin

Inżynieria i Budownictwo

|

2023

|

R. 79, nr 5-6

267--271

PL

Przygotowanie wysokiej jakości próbki gruntu do badania w aparacie trójosiowego ściskania wymaga użycia wielu akcesoriów, które można wyprodukować dzięki wykorzystaniu jednej z technik wytwarzania przyrostowego. W niniejszym artykule pokazano przykłady przyrządów wydrukowanych metodą FDM oraz przedstawiono jej możliwości i ograniczenia, ze zwróceniem szczególnej uwagi na koszty produkcji poszczególnych elementów.

EN

The preparation of a high-quality soil specimen for testing in a triaxial compression apparatus requires the use of a number of accessories. They can be produced using one of the techniques of additive manufacturing. In this article some examples of the devices printed with the use of the FDM method are presented. The possibilities and limitations of this method, with particular attention to the production costs of the individual elements, are described.

3

Analysis of the behaviour of the high and steep slope of a road made through waste under the influence of rainfall

Pilecka Elżbieta, Zięba Jakub, Szwarkowski Dariusz

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

293--307

EN

Investments in made ground are a big problem. The present investigation concerns ground derived from limestone treatment waste from SOLVAY soda plants. This waste is deposited in the southern area of Krakow in a reservoir called ‘White Seas’ in an area of approximately 15 ha. Currently, part of the route and tram investment, ‘The Łagiewniki Route’ Currently through the ‘White Seas’ area. The article presents an analysis of a section of this route by a high and steep slope made from made ground. The first stage of the in-situ measurements was to scan the shape of the high slope with the RIEGL VZ-400 terrestrial laser scanner. It was necessary to obtain the shape of the slope for numerical modelling using the FEM method. The point cloud perfectly reflected the shape of the slope with an accuracy of 5 mm. Soil samples (limestone waste) were also collected in the area of the slope for laboratory tests. In order to determine the effective strength parameters of the made ground of the embankment, a series of tests was carried out using triaxial compression apparatus. All triaxial tests were performed in accordance with British Standard 1337 Part 8. Modelling was performed using an FEM finite element method in MIDAS. The analyses also included the variant of irrigation of made ground. The conducted research shows that the high and steep slope made from calcareous waste indicates stability. The irrigated land did not make the high escarpment unstable.

PL

W artykule przedstawiono interesujący problem geotechniczny jaki wystąpił w trakcie realizowania inwestycji na gruntach odpadowych. Inwestycja wymagała wykonania głębokiego wykopu w gruntach odpadowych. Powstała wysoka skarpa 20 metrowa. Z uwagi na ciekawy problem geotechniczny podjęto prace badawcze in-situ i laboratoryjne w celu określenia parametrów geotechnicznych tych odpadów i analizy stateczności wysokiej skarpy. Grunty odpadowe są z reguły mają skomplikowane, różnorodne właściwości i mogą być trudne dla budownictwa. Aktualnie w realizowanych inwestycjach można spotkać się z taką sytuację, że konieczne jest budowanie na takich gruntach. Taka sytuacja zaistniała na Trasie Łagiewnickiej. Trasa Łagiewnicka to obecnie budowana od 2018 roku południowa obwodnica Krakowa. Projektowana trasa o łącznej długości 3,5 km, przeprowadzona zostanie na odcinku 2 km w tunelach. Najdłuższy odcinek tunelu wybudowany zostanie w rejonie tzw. Białych Mórz, zbiornika odpadów z przeróbki wapnienia w zakładach sodowych SOLVEY. W celu utworzenia rzeczywistego modelu wysokiej skarpy zastosowano nowoczesną metodę teledetekcji naziemnym skanerem laserowym RIEGL VZ-400. Pomiar tym urządzeniem polega na wykonaniu poligonu badawczego obejmującego zasięgiem obszar badań. Otrzymanym rezultatem jest „chmura” punktów odzwierciedlająca rzeczywistą geometrię wysokiej skarpy z dokładnością do 5mm. Taki model został zastosowany do modelowania FEM.

4

Wyznaczanie maksymalnego modułu ścinania popiołów składowanych na składowisku mokrym

Łukasik S., Witowski M.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2018

|

Vol. 27, No. 2

199--206

PL

Projektowanie nadpoziomowych składowisk popiołów składowanych w technologii mokrej wymaga oceny stanu bezpieczeństwa składowania (GEO). Wykorzystuje się do tego najczęściej metody elementów skończonych (MES), dla których należy podać parametry geotechniczne oznaczone w zakresie małych odkształceń. W artykule zostały porównane wyniki oznaczenia maksymalnego modułu ścinania uzyskane na podstawie badań laboratoryjnych i polowych. Parametr ten pochodzi z teorii sprężystości i jest miarą reakcji materiału na obciążenia zewnętrzne w zakresie małych odkształceń (10–6–10–3%). W analizie wyników zakłada się, że zakres małych odkształceń odpowiada reakcji gruntu na przyłożone obciążenia zewnętrzne. W artykule przedstawiono zależności maksymalnego modułu ścinania w stosunku do naprężenia efektywnego oraz wskaźnika porowatości uzyskane na podstawie badań w komorze trójosiowej z zamontowanymi elementami piezoelektrycznymi typu bender. Do określenia Gmax in situ wykorzystano metody SASW/CSWS pozwalające zmierzyć prędkości fal akustycznych generowanych z powierzchni terenu. Wieloletnie doświadczenia autorów dowodzą, że ustalanie parametrów sztywności ośrodka w zakresie małych odkształceń ma podstawowe znaczenie dla oceny zachowania się podłoża pod wpływem zmiany naprężeń. Popioły namywane w postaci suspensji po związaniu charakteryzują się dużą wytrzymałością na ścinanie, a wyniki badań sztywności w zakresie małych odkształceń powinny stanowić podstawę ustalania parametrów do obliczeń nośności i stateczności metodami numerycznymi.

EN

The design of above-ground ash storage sites requires an assessment of the safety performance of the structure (GEO). This is usually done by using finite elements methods, for which the geotechnical parameters measured in the range of small deformations should be provided. The paper compares the results of the maximum shear modulus obtained on the basis of laboratory and field tests. This parameter is derived from the theory of elasticity and is a measure of the material’s reaction to external loads in the range of small deformations (10–6–10–3%). The analysis of the results assumes that the range of low deformations corresponds to the response of the soil to the applied external loads. The paper presents the dependence of the maximum shear modulus on the effective stress and void ratio obtained on the basis of tests in a triaxial cell with piezoelectric elements. To determine Gmax in situ, SASW/CSWS methods were used to measure the velocity of acoustic waves generated from the ground surface. The authors’ many years of experience prove that determining the parameters of stiffness of a medium in the range of small deformations is essential for assessing the behavior of the material under the influence of stress changes. Ash stored in the form of post-bonded suspension has a high shear strength and the results of small strain stiffness tests should form the basis for determining the parameters for numerical methods for resistance and stability calculations.

5

The measurement of selected soil parameters of former open pit mine with the use of triaxial stress apparatus

Kogut J. P., Zięba J.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2017

|

z. 64, nr 1

97--104

EN

Identification of geotechnical soil conditions often requires execution of laboratory tests, especially if you want to measure dynamic parameters of the soil. At present, the triaxial shear apparatus is widely applied in determination of the parameters of the soil. On the basis of the soil samples analysis, the examination results provide a wide range of data from basic performance parameters, e.g. internal friction angle and cohesion, to most complex ones like Young’s modulus permanent side effective stress of water samples. Furthermore, the Soil Structure Interaction Laboratory of Cracow University of Technology, has carried out the measurements of propagation of shear waves velocity with the use of bender elements tests. This work presents geotechnical conditions and the analysis of the results, which might be found useful to determine the transportation load parameters of designed S-7 and S-52 routes, as well as overall impact on soil/structure and surrounding areas located over the former clay open-pit mine. The landslides existing in the vicinity of the mine have prompted the authors to take that action.

PL

Rozpoznanie warunków geotechnicznych podłoża gruntowego wykonywanego w celu ustalenia parametrów dynamicznych podłoża często wymaga wykonania badań laboratoryjnych. Obecnie jednym z najbardziej popularnych sposobów określania parametrów gruntów jest użycie aparatu trójosiowego ściskania. Wynikami badania próbki gruntowej w aparacie trójosiowym mogą być oprócz podstawowych parametrów wytrzymałościowych czyli kąta tarcia wewnętrznego i spójności, parametry takie jak moduł odkształcenia liniowego przy stałym bocznym naprężeniu efektywnym w próbce w warunkach z odpływem, jak i bez odpływu wody z próbki. Dodatkowo w laboratorium Katedry Współdziałania Budowli z Podłożem Politechniki Krakowskiej, przeprowadzano badania określenia prędkości fali poprzecznej przy wykorzystaniu elementów bender. W pracy przedstawiono warunki geotechniczne, a następnie podsumowano wyniki badań, które w przyszłości posłużą autorom do określenia wpływu obciążeń komunikacyjnych trasy S-7 i S-52 na podłoże gruntowe terenu kopalni i ich okolic. Analiza ta wynika z występowania kilku osuwisk w bezpośredniej otoczeniu kopalni.

6

Badanie parametrów wytrzymałościowych piasku średniego w aparacie trójosiowego ściskania z kontrolowanym ciśnieniem ssania

Skutnik Z.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2013

|

Vol. 4, no. 2

159--165

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań trójosiowych, wytrzymałości na ścinanie piasku średniego wykonane w warunkach kontrolowanego stanu nasycenia próbki gruntu metodą „translacji osi”. Badania przeprowadzono w nowoczesnym aparacie do badań trójosiowych próbek nienasyconych. Próbki o średnicy 7 cm i wysokości 14 cm, zagęszczano w laboratorium w specjalnej formie. Wykonano dwie serie badań dla różnych wartości ciśnienia ssania s = ua – uw, wynoszących 60 kPa i 200 kPa, oraz naprężeń, σ3(netto) = σ3 – ua, wynoszących 50 kPa i 200 kPa. Przeprowadzone badania wykazały wpływ ciśnienia ssania na parametry wytrzymałościowe gruntu niespoistego (piasku średniego). Wzrost ciśnienia ssania powoduje pojawienie się spójności pozornej w gruncie niespoistym, która zwiększa się wraz ze wzrostem ciśnienia ssania.

EN

This paper presents the results of triaxial tests, shear strength of the medium sand performed in a controlled state of the soil samples saturation using the "axis translation technique". The study was conducted in a modern apparatus for triaxial testing of unsaturated samples. Test specimens with a diameter of 7 cm and a height of 14 cm were prepared in the laboratory in a special form by compaction. Two series of tests were performed for different values of suction pressure, s = ua – uw of 60 kPa and 200 kPa, and stress, σ3(netto) = σ3 – ua, equal to 50 kPa and 200 kPa. The study showed the impact of suction pressure on the soil strength parameters of medium sand. Increase of suction pressure causes the appearance of apparent cohesion in non-cohesive soil, which increases with increasing of the suction pressure.

7

Preliminary study of failure anisotropy characterization of varved clay

Łydżba D., Tankiewicz M.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 2

229-234

EN

The paper presents the results of preliminary laboratory investigations of the failure characteristics of structured soil. A particular type of microstructure has been investigated, i.e. vertically laminated clayed soil called varved clay. The examinations have been made on soil deposited near the city of Bełchatów. The physical and mechanical properties of the soil have been estimated as: soil texture, moisture content, particle density, bulk density, Atterberg limits, plasticity and consistency index. Next the unconfined compression as well as triaxial test with different confining pressures have been conducted for several different orientation of microstructure. Anisotropy characteristics have been specified for the different values of bedding planes orientation and the different values of confining pressure, namely: 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. The laboratory examinations were carried out with special attention to failure mechanism identification. For the selected values of the bedding plane orientation photos of the failure mechanism have been presented in the paper. The results of the examinations clearly show a high dependence between layer orientation and the strength of the soil.

PL

W pracy zaprezentowano wyniki wstępnych badań anizotropii wytrzymałości gruntu z mikrostrukturą warstwową. Badania przeprowadzono na próbkach iłu warwowego występującego w okolicach Bełchatowa. Dla gruntu wykonano oznaczenie podstawowych właściwości fizycznych oraz wskaźników klasyfikacyjnych tj. składu granulometrycznego, wilgotności naturalnej, gęstości właściwej, gęstości objętościowej, granic Atterberga, wskaźnika plastyczności oraz wskaźnika konsystencji. Następnie przeprowadzono badania jednoosiowego ściskania oraz w trójosiowym stanie naprężeń dla szeregu różnych orientacji uwarstwienia gruntu. Wyniki doświadczeń przedstawiono w postaci zależności: kąt uwarstwienia mikrostruktury i odpowiadająca temu nośność graniczna. Stworzono w ten sposób charakterystyki wytrzymałości w odniesieniu do orientacji mikrostruktury dla różnych wartości ciśnień okólnych wywieranych na próbkę tj. 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. Ze względu na kierunkową orientację mikrostruktury iłów warwowych badania wytrzymałościowe przeprowadzono ze szczególnym uwzględnieniem identyfikacji mechanizmów niszczących. W pracy zamieszczono zdjęcia prezentujące te mechanizmy dla wybranych kątów uwarstwienia. Otrzymane wyniki jednoznacznie wskazują na silną zależność pomiędzy orientacją mikrostruktury a jej wytrzymałością.