Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

An investigation of longwall failure using 3D numerical modelling – A case study at a copper mine

Nguyen Phu Minh Vuong, Olczak Tomasz, Rajwa Sylwester

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2021

|

Vol. 43, nr 4

389--410

EN

It is well-known that the longwall mining method (with roof caving) is widely used in underground mining extraction for bedded deposits (e.g. coal) due to its numerous advantages. Generally, this method is not commonly applied for ore deposits such as copper deposit. In Poland, the longwall mining method has been tested for thin copper deposits at the Polkowice-Sieroszowice copper mine (KGHM). Various failure modes were observed during longwall operation in the 5A/1 panel. This paper aims to examine these occurred failures. To do so, an analysis has been conducted using 3D numerical modelling to investigate the failure mode and mechanism. Based on the 3D numerical modelling results with extensive in situ measurements, causes of failure are determined and practical recommendations for further copper longwall operations are presented.

2

Optimal support design for galleries located in poor quality rock mass and under the influence of mining works

Vazquez-Silva Daniel, Prendes-Gero Maria-Belen, Álvarez-Fernández Martina-Inmaculada, González-Nicieza Celestino, Laín-Huerta Carlos, López-Gayarre Fernando

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 4

851--867

EN

In this work, the sup port of two general galleries located in poor quality rock mass and subjected to the influence of high thickness coal layer exploitations is designed and optimized. The process is carried out in four phases:A first preliminary support is defined employing different geomechanical classifications and applying the New Austrian Tunnelling Method (NATM) using bolts and shotcrete.An instrumentation campaign is carried out with the goal of analysing the behaviour of the support. The study noticed the failure of the support due to the time of placement of the different elements.A back-analysis using the Flac and Phases software has allowed the evaluation of the properties of the rock mass and the support, the study of the influence of the time of placement on the component elements (bolts and shotcrete), and the redefinition of that support.Subsequently, a new support is designed and optimized through numerical modeling after the start of mining without experience in these sizes of sublevel caving that caused the failure of the previously designed support. The new support is formed by yieldable steel arches that are more suitable to withstand the stresses generated by nearby mining work.

3

Slurry shield tunneling in soft ground. Comparison between field data and 3D numerical simulation

Beghoul Mohammed, Demagh Rafik

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2019

|

Vol. 41, nr 3

115--128

EN

In urban areas, the control of ground surface settlement is an important issue during shield tunnel-boring machine (TBM) tunneling. These ground movements are affected by many machine control parameters. In this article, a finite difference (FD) model is developed using Itasca FLAC-3D to numerically simulate the whole process of shield TBM tunneling. The model simulates important components of the mechanized excavation process including slurry pressure on the excavation face, shield conicity, installation of segmental lining, grout injection in the annular void, and grout consolidation. The analysis results from the proposed method are compared and discussed in terms of ground movements (both vertical and horizontal) with field measurements data. The results reveal that the proposed 3D simulation is sufficient and can reasonably reproduce all the operations achieved by the TBM. In fact, the results show that the TBM parameters can be controlled to have acceptable levels of surface settlement. In particular, it seems that moderate face pressure can reduce ground movement significantly and, most importantly, can prevent the occurrence of face-expected instability when the shield crosses very weak soil layers. The shield conicity has also an important effect on ground surface settlement, which can be partly compensated by the grout pressure during tail grouting. Finally, the injection pressure at the rear of the shield significantly reduces the vertical displacements at the crown of the tunnel and, therefore, reduces the settlement at the ground surface.

4

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.

5

Convergence monitoring as a basis for numerical analysis of changes of rock-mass quality and Hoek-Brown failure criterion parameters due to longwall excavation

Małkowski Piotr, Ostrowski Łukasz

Archives of Mining Sciences

|

2019

|

Vol. 64, no. 1

93--118

EN

In the longwall exploitation system, the main gates are subject of the most intensive movements of the rock mass, where the proximity of the excavation front is a key factor. The paper presents the results of a research on the constants mb and s of Hoek-Brown failure criterion for the rocks surrounding the gallery: shale, sandy shale, coal and medium-grained sandstone, in relation to the distance to longwall face. The research comprised numerical modeling based on convergence monitoring records. The convergence measurements were carried out on three stations in a selected maingate in a coal mine from Upper Silesia Coal Basin near Jastrzębie-Zdrój, concurrently with changing distance to the longwall face. The measu-red were the width, the height and the heave of the floor of the gate. The measurements showed that the convergence at the longwall-maingate crossing was 1.5-3 times greater than in the locations much further from the longwall face. It was demonstrated that this effect was due to continuously changing properties of the rock-mass surrounding the gallery that can be expressed as decreasing empirical parameters mb i sof Hoek-Brown’s criterion. These parameters are decreasing exponentially together with the distance to the longwall face The consistency between the theoretical and factual curve varies between 70% to 98%. The change of each of the parameters can be described by general equation P = a· exp(–b·d), where a, b are constants, and d is the distance to the excavation face. The authors highlight that during the me-asurements period the horizontal stress was 1.45 to 1.61 times greater than the concurrent vertical stress. The so high horizontal stress causes heave of unsupported gallery floor which is commonly observed in the mines in Silesia.

PL

Chodniki przyścianowe w systemie eksploatacji ścianowej są najbardziej narażone na intensywne przemieszczenia skał. Wraz ze zmianą położenia frontu eksploatacji skały przechodzą wolno w stan zniszczenia, coraz bardziej przemieszczając się do środka wyłomu. Aby można było skutecznie prze-widywać konwergencję wyrobisk przyścianowych należy właściwie określić właściwości skał w fazie pozniszczeniowej. Wybierając warunek wytrzymałościowy Hoeka-Browna – stałe mb i s, zależne od wskaźnika jakości górotworu RMR lub wskaźnika GSI.W artykule wyznaczono spadek parametrów pozniszczeniowych skał budujących górotwór w rejonie omawianego wyrobiska – łupków ilastych, łupków piaszczystych, węgli i piaskowców średnioziarnistych – w zależności od odległości od frontu ściany. W tym celu wykonano symulacje numeryczne, wykorzystując wyniki pomiarów konwergencji. Pomiary konwergencji wykonano w wyrobisku przyścianowym jednej z kopalń węgla GZW w rejonie Jastrzębia na trzech bazach pomiarowych wraz ze zmieniającą się odległościąbaz pomiarowych od czoła ściany. Badania obejmowały wyznaczenie szerokości, wysokości i wypiętrzenia spągu chodnika. Pomiary wykazały, że konwergencja na skrzyżowaniu ściana – chodnik osiąga wartość1,5-3-krotnie większą, niż dla przypadku, gdy front eksploatacji znajduje się w znacznej odległości od baz pomiarowych. Stwierdzono, że przyczyną takiego stanu rzeczy jest stale zmieniająca się jakość górotworu, która skutkuje obniżeniem parametrów empirycznych warunku wytrzymałościowego Hoek’a-Browna mbi s skał występujących w otoczeniu wyrobiska. Parametry te maleją eksponencjalnie wraz ze zbliżaniem sięfrontu ściany, a zgodność pomiędzy krzywą rzeczywistą a teoretyczną dla występujących przemieszczeńwyrobiska waha się od 70% do 98%. Zmianę dowolnego z powyższych parametrów P można opisaćfunkcją o ogólnym równaniu: P = a exp(–bd), gdzie a i b to stałe, a d to odległość od frontu ściany.Na uwagę zasługuje również analiza naprężeń poziomych w górotworze, jakie musiały wystąpićpodczas prowadzenia pomiarów, które są 1,45-1,61 razy większe od występujących wówczas naprężeńpionowych. Tak duże naprężenia poziome mają istotny wpływ na wartości wypiętrzania nieobudowanego spągu, co znajduje potwierdzenie podczas prowadzenia prac górniczych w kopalniach JSW.

6

Interpretation of shear modulus degradation tests

Srokosz P., Dyka I., Bujko M.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2018

|

Vol. 40, nr 2

125--132

EN

The problem is a continuation of the research conducted at the University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Institute of Building Engineering. It concerns the development of methods for the interpretation of the shear modulus measurements based on the tests conducted on a torsional shear (TS) apparatus. The issue has significant importance in determining the deformation parameters, essential to perform numerical simulations of the interaction between a geotechnical structure and the subsoil. The purpose of this study was to conduct a comparative analysis of the various methods of interpretation of research results based on direct and reverse analysis, as well as automated classification of the first cycle of the relationship between the shear stress and the shear strain components obtained from the TS test. The methodology for verification of the presented interpretative methods consists in carrying out a series of laboratory tests on non-cohesive and cohesive samples of different granulation and state parameters. The course of the research includes the following steps: elaboration of the granulometric composition of several samples of soil, determination of soil index properties and execution of TS tests. Various methods of interpretation of obtained results were taken into account, in addition to conducting a comparative analysis. The study used a non-standard interpretation approach consisting of analysing onefourth of the hysteresis loop of the first load-unload cycle of the tested samples. The obtained results confirmed the hypothesis that it is possible to estimate the degradation value of the shear modulus based on a part of the TS test results carried out under quasi-monotonic load conditions. The proposed methods of interpreting test results have confirmed their high usefulness, which is devoid of the uncertainty associated with standardised resonant column/TS testing.

7

Determination of shear modulus of soil in the RC / TS apparatus for designing offshore wind power plant foundations

Srokosz P., Dyka I., Bujko M.

Polish Maritime Research

|

2018

|

nr 3

69--83

EN

The paper presents a selected aspect of the determining the initial soil shear modulus value on the research example in resonant column – torsional shear apparatus (RC / TS). There are presented the significance of the initial value of shear modulus in design of offshore wind power plant foundations and the importance of its variability in the function of cyclical shear strains of soil related to the impact of sea and atmosphere on the designed structures. Based on the conducted analyses, a new methodology for interpreting the TS test results of soil has been proposed. It allows estimating the values of the shear modulus in the full range of shear strains occurring in issues closely related to the design and construction work of offshore wind power plant foundations.

8

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.

9

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.

10

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.

11

Numerical simulation of underground mining exploitation influence upon terrain surface

Tajduś K.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

605--616

EN

Underground mining exploitation may result in mining damages to building objects located on a terrain surface. Considering high harmfulness of this phenomenon, the scientists from all over the world have tried to describe impact of underground exploitation on deformations of terrain surface and objects located thereon. The first theories, based on the Gaussian distribution, have emerged in the 1950s and are in use until now. Later on, in connection with development of computational techniques, their availability and numerical methods, a possibility of numerical computations use for forecasting of deformations has emerged. These methods, when suitable numerical models are adopted, enable to include higher number of factors influencing the results being obtained. When constructing numerical model, particular attention should be paid on selection of: appropriate geometry of model, proper constitutive model describing behavior of rock and soil layers, adequate values of rock mass parameters prior to execution of mining exploitation, and after it. The author presented in this article part of these problems, based on own experience.

PL

Podziemna eksploatacja górnicza może wywołać szkody górnicze w obiektach budowlanych znajdujących się na powierzchni terenu. Z uwagi na wysoką szkodliwość tego zjawiska naukowcy z całego świata próbowali opisać wpływ eksploatacji podziemnej na deformacje powierzchni terenu i obiektów na niej się znajdujących. W latach pięćdziesiątych pojawiły się pierwsze teorie oparte na rozkładzie Gaussa które stosowane są po dzień dzisiejszy. Później w związku z rozwojem technik obliczeniowych, ich dostępności oraz metod numerycznych pojawiła się możliwość wykorzystania obliczeń numerycznych do prognozowania deformacji. Metody te przy przyjęciu odpowiednich modeli numerycznych pozwalają na ujęcie większej liczby czynników wpływających na uzyskiwane rezultaty. Przy budowie modeli numerycznych należy zwrócić szczególną uwagę na dobór: odpowiedniej geometrii modelu, właściwego modelu konstytutywnego opisującego zachowanie się warstw skalnych i gruntowych, odpowiednich wartości parametrów górotworu przed przeprowadzeniem eksploatacji i po przejściu eksploatacji. Autor w niniejszym artykule przedstawił część tych problemów bazując na własnym doświadczeniu.

12

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.

13

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).

14

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].

15

The analysis of the slope stability in a basalt strip mine by means of the back analysis method to determine strength parameters

Cała M., Flisiak J., Adamczyk J., Kolano M., Kowalski M., Stopkowicz A.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 1

69-79

EN

In the article, the example of a rock slope affected by the landslide process is observed and the possibility of using back analysis to estimate the features of the rock mass has been shown. Such an approach is possible when it is impossible to apply field research, and laboratory tests do not enable a complete mapping of the rock mass characteristics. The analysis of landslide mechanisms and, in particular, the comparison of the state before and after the landslide occurrence may enable to estimate reliably the features of the rock mass. On the presented example, a verification of specified strength properties have been carried out in two stages: for the landslide area in 2004, which has actually been stabilized, and for the area of a newly created landslide which took place in 2011. In both cases, good results' convergence with the factual course of landslide processes have been obtained.

PL

Analiza stateczności zboczy skalnych jest szczególnie trudna, gdyż zachowanie ośrodka determinowane jest zarówno właściwościami masywu skalnego, jak i spękań. Zagadnienie to komplikuje się, gdy występuje wiele sieci spękań o skomplikowanej orientacji. W takim przypadku, a także gdy budowa geologiczna jest słabo rozpoznana, przydatna do oceny właściwości ośrodka jest analiza odwrotna. W artykule, na przykładzie skalnego zbocza objętego procesami osuwiskowymi, przedstawiono możliwość wykorzystania analizy odwrotnej dla oszacowania właściwości ośrodka. Takie podejście jest przydatne w sytuacjach, gdy niemożliwe jest przeprowadzenie badań polowych, a badania laboratoryjne nie pozwalają na pełne odwzorowanie charakterystyki ośrodka. Wówczas analiza mechanizmów osuwiskowych, szczególnie porównanie stanu przed i po wystąpieniu osuwiska, może pozwolić na wiarygodne oszacowanie właściwości ośrodka. W zaprezentowanym przykładzie przeprowadzono weryfikację określonych właściwości wytrzymałościowych w dwóch etapach: dla rejonu osuwiska z 2004 r., które aktualnie jest ustabilizowane oraz dla rejonu nowo powstałego osuwiska z 2011 r. W obu przypadkach otrzymano dobrą zbieżność wyników z rzeczywistym przebiegiem procesów osuwiskowych.

16

Back analysis assisted by a genetic algorithm

Srokosz P.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2010

|

No. 13

57--71

EN

The following paper presents an idea and the results of trial computations regarding the problem of back analysis technique applied to parameter investigation based on triaxial test results. The management of the searching process was entrusted to a simple genetic algorithm. Inversion of a standard interpretation procedure was based on error minimization between computed and experimental stress-strain relations. In the paper, a case application of the proposed procedure to parameter calibration for elasto-plastic constitutive model is presented.

17

Back analysis in geotechnics : examples of shape determination

Srokosz P.

Foundations of Civil and Environmental Engineering

|

2008

|

No. 12

87-99

EN

The following paper deals with some general aspects of inverse and back analysis techniques, which are commonly used in science and engineering. Lots of problems encountered in the investigation processes need inversion of standard seeking procedures. Such situations force researchers to work out an inverse problem using different kinds of back and inverse techniques. In the paper a few examples of back analysed problems concerning geometry evaluation have been presented.

18

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.

19

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.

20

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.