Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment and verification of correlations in CPTu testing on the example of soil from the Wroclaw surroundings (Poland)

Tankiewicz Matylda, Bagińska Irena

Archives of Mining Sciences

|

2021

|

Vol. 66, no. 2

313--327

EN

The paper presents the results of a series of Cone Penetration Test CPTu performed near the city of Wroclaw (Poland). The tests were carried out in 13 testing points located in close distance to each other. To verify the results of the penetration tests, fine-grained soil samples from selected depths were taken for laboratory tests. The study focuses on the evaluation of soil type, unit weight, and undrained shear strength cu, and compression index Cc. The grain size distribution of the soil and its mechanical parameters on the basis of a uniaxial compression and an oedometer tests were estimated. A comparison of laboratory and CPTu for selected values is presented. Determination of soil type was carried out on the basis of ISBT and IC values and good agreement with the granulometric composition was found. For undrained shear strength, commonly used correlations based on Nk, Nkt and Nke were adopted. However, the values obtained from the CPT are significantly lower than the results from laboratory tests. Therefore, values of cone factors suitable for investigated soil type and reference test were proposed. In the case of the compression index, the coefficient values βc and αm obtained agreed with those available in the literature. The findings presented in the paper indicate that laboratory tests remain necessary to identify soil properties from CPTu. The presented results are also a contribution to the knowledge of local soil conditions in the Lower Silesia area (Poland).

2

Evaluation of the unit weight of organic soils from a CPTM using an Artificial Neural Networks

Straż Grzegorz, Borowiec Artur

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

259--281

EN

This paper discusses the use of mechanical cone penetration test CPTM for estimating the soil unit weight of selected organic soils in Rzeszow site, Poland. A search was made for direct relationships between the empirically determined the soil unit weight value and cone penetration test leading parameters (cone resistance qc, sleeve friction fs. The selected, existing models were also analysed in terms of suitability for estimating the soil unit weight and tests were performed to predict the value soil unit weight of local, different organic soils. Based on own the regression analysis, the relationships between empirically determined values of soil unit weight and leading parameters cone penetration test were determined. The results of research and analysis have shown that both existing models and new, determined regression analysis methods are poorly matched to the unit weight values determined in laboratory, the main reason may be the fact that organic soils are characterized by an extremely complicated, diverse and heterogeneous structure. This often results in a large divergence and lack of repeatability of results in a satisfactorily range. Therefore, in addition, to improve the predictive performances of the relationships, analysis using the artificial neural networks (ANN) was carried out.

PL

W artykule zaprezentowano możliwości zastosowania wyników badań terenowych uzyskanych za pomocą stożkowej sondy statycznej CPTM (ze stożkiem mechanicznym) do wyznaczania ciężaru objętościowego wybranych gruntów organicznych zlokalizowanych na terenie Rzeszowa. Głównym celem prowadzonych badań było poszukiwanie bezpośrednich zależności pomiędzy między wyznaczonymi w warunkach laboratoryjnych wartościami ciężaru objętościowego gruntu γt a parametrami wiodącymi dla badania sondą statyczną CPTM, którymi są: opór gruntu podczas zagłębiania stożka qc oraz opór tarcia na tulei ciernej fs. Testy laboratoryjne wykonano na próbkach o nienaruszonej strukturze, pobranych z otworów kontrolnych umiejscowionych w bezpośrednim sąsiedztwie punktów sondowania, co pozwoliło na pozyskanie reprezentatywnych próbek gruntów o szerokim spectrum zawartości części organicznych od 5,02 do 84,93%. Wykorzystując metodę standardowej analizy regresji określono zależności między empirycznie wyznaczonymi wartościami ciężaru objętościowego badanych gruntów organicznych, a parametrami wyznaczonymi za pomocą sondy statycznej w warunkach in situ. Wykorzystano również szereg modeli literaturowych, opracowanych przez prezentujących je badaczy dla różnych ośrodków gruntowych i parametrów wiodących. Niestety, analiza regresji wykazała, że zarówno istniejące modele, jak i nowe są słabo dopasowane do wartości ciężaru objętościowego wyznaczonych w laboratorium. Głównym powodem może być fakt, że grunty organiczne charakteryzują się niezwykle skomplikowaną budową, różnorodną i niejednorodną strukturą, a przede wszystkim bardzo zróżnicowaną zawartością części organicznych, które mogą lokalnie różnić się genezą czy składem chemicznym. Czynniki te mają wpływ na wyjątkowo dużą rozbieżność i brak powtarzalności uzyskiwanych wyników w zadowalającym zakresie. Dlatego, dodatkowo, aby poprawić predykcyjne działanie zależności, przeprowadzono analizę z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych (SSN). Porównanie wyników zastosowania standardowej regresji i sieci neuronowych w celu prognozowania ciężaru objętościowego wybranych gruntów organicznych na podstawie wyników sondowania statycznego wykazało, że sieci neuronowe są dokładniejsze. Maksymalne wartości median uzyskanych w analizach statystycznych współczynników determinacji (R2) testowanych modeli wynosiły odpowiednio 0,353 i 0,564. Wynik wykorzystania sieci neuronowych nie jest zadowalający, ale bardzo obiecujący. W związku z tym, planowana jest kontynuacja prac z wykorzystaniem analizy za pomocą sztucznych sieci neuronowych, lecz z zastosowaniem różnych kryteriów kategoryzowania lokalnych gruntów organicznych.

3

Błędy w rozpoznaniu podłoża gruntowego

Traczyński Krzysztof

Materiały Budowlane

|

2020

|

nr 2

8--9

4

Pore pressure profiling in Siercza landslide colluvium in the Carpathian flysch using a Cone Penetration Test (CPTU)

Stanisz Jacek, Pilecki Zenon

Geological Quarterly

|

2019

|

Vol. 63, No. 4

839--848

EN

This study identifies zones with significant changes in pore water pressure influenced by landslide processes. Measurements were taken in the near-surface strata of the Carpathian flysch, in colluvium of the Siercza landslide, near Kraków. Measurement of pore water pressure in flysch deposits is complicated due to the strongly heterogeneous properties of the medium and by variable water conditions, which are strongly influenced by rainfall intensity. Pore pressure profiling was performed in six series using a cone penetration test with a NOVA Acoustic cone. The tests were carried out in the colluvium to a depth of ~6.0 m under varying water conditions. The cone pore pressure results were compared to results of inclinometer measurements in the research area. Five zones with significant differences in pore pressure have been identified. Changes in both cone pore pressure and inclinometer displacement are evident at a depth range from 1.5 to 2.5 m. Two slip surfaces are likely present in this section. Such information can be used in engineering practice for more reliable assessment of slope stability in the Carpathian flysch.

5

Wykorzystanie wyników sondowania statycznego do określenia nośności pobocznicy pala

Szmechel G., Meyer Z.

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

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

109--120

PL

Praca jest kontynuacją badań Autorów nad modelem krzywej Meyera Kowalowa[8] opisującej zachowanie pala pod obciążeniem. W artykule podano propozycję opisu parametrów modelu krzywej MK w nawiązaniu do wyników sondowania CPT. W części obliczeniowej przedstawiono analizę zachowania pali przemieszczeniowych SDP pod próbnym obciążeniem statycznym, posiłkując się badaniami literaturowymi i własnymi. Autorzy proponują metodę określania nośności pobocznicy pala, którego podstawa jest zagłębiona w zagęszczone grunty niespoiste na podstawie wyników badań sondowania statycznego CPT, jednocześnie porównując wyniki otrzymane w analizie do wyników badań literaturowych i własnych. Zróżnicowane metody określania nośności podstawy pala na podstawie sondowania CPT prowadzą do otrzymania szeregu krzywych obrazujących nośność pobocznicy. Cechą wspólną tych krzywych jest występowanie maksimum dla oporu pobocznicy.

EN

Paper presents the proposal of modelling the shaft of pile resistance, by using of Meyer Kowalow method. Meyer Kowalow method is known as a method of static pile load test interpretation. It was well presented in literature by Meyer and Kowalow[8], Meyer and Szmechel (2011), Meyer (2013), Szmechel[18]. Meyer Kowalow method is mainly used to predict ultimate bearing of the pile. During the analysis of pile load settlement curve we get also additional coefficients like C, and ĸ. It’s probable that those additional coefficients are directly bounded with soil properties. According to this, parts of MK coefficients are taken directly from cone penetration test results as a proposal. Authors want to use of MK method to predict changes of shaft of the pile resistance, in case when the pile base is recessed in very dense noncohesive ground. For this case it is possible to assume that pile works separately in two different cases. In case one only base of the pile takes part of the pile resistance and when the case two is realized both shaft and base works together. Paper presents six different cases of pile behavior under static pile load test, their settlement and shaft base-relation resistance analysis for practical cases of pile foundation.

6

Zastosowanie metody georadarowej do określania położenia swobodnego zwierciadła wód podziemnych w trakcie próbnego pompowania

Gańko M., Mieszkowski R., Gańko A.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 10/1

721--726

EN

In this paper were verify the possibilities of use the ground penetrating radar method to defining the range of depression cone during pumping test the first free aquifer. On the experimental area there were: pumping well with observation weels, geotechnical weels and cone penetration tests. This made possible the credible interpretation of the results with GPR investigations. GPR measurements were executed before pumping and after stabilizing the depression. On the echograms there were clearly appeared the free aquifer before and during of the pumping. On the basis of geophisical investigations it was successful to interpret the position of free aquifer and the range of depression cone.

7

Analiza porównawcza wyników badań geofizycznych i geologiczno inżynierskich na potrzeby ustalania modelu geologicznego – na przykładzie poligonu badawczego Kępa Włocławska

Gańko M., Mieszkowski R, Gańko A.

Przegląd Geologiczny

|

2015

|

Vol. 63, nr 2

121–-130

EN

The paper present the correlation of geophysical method with geological-engineering data. As an experimental testing ground, a terrain with simple soil conditions was selected, located on the W³oc³awek River-islet. This is a large alluvial area on the Vistula River, downstream of the W³oc³awek Dam. In the study, the following geophysical methods were applied: vertical electrical sounding (VES), refraction seismic, ground penetrating radar (GPR) and electrical resistivity tomography (ERT). The evaluation of geological-engineering conditions was executed by using the following methods: drilling, cone penetration test (CPT sounding), measurements of the underground water level and macroscopic and laboratory analyses of soils samples. The results obtained were described and presented in a graphic form.

8

Rozpoznanie geotechniczne podłoża przez sondowania statyczne i dynamiczne ‒ porównanie oporów penetracji stożka

Czado B., Pietras J. S.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

|

2012

|

R. 109, z. 3-B

21--33

PL

Sondowanie statyczne (CPT/CPTU) jest co raz częściej stosowane w Polsce do rozpoznania podłoża pod obiekty budowlane, gdyż pozwala na bezpośrednie wykorzystanie wyników do projektowania fundamentów, w szczególności palowych. Zastosowanie sondy statycznej staje się problematyczne, gdy w podłożu zalegają grunty grubo- i bardzo gruboziarniste – w takich sytuacjach można zastosować sondowanie dynamiczne (DPH lub DPSH). Artykuł przedstawia analizę wyników badań uzyskanych w węzłach badawczych, obejmujących sondowanie CPT, sondowanie DPH oraz otwór wiertniczy. Prezentowane są uzyskane zależności pomiędzy statycznym (qc), a dynamicznym (qd) oporem wprowadzania stożka sondy. Uzyskane korelacje porównano z wynikami podobnych prac przeprowadzonych na Węgrzech oraz na Litwie.

EN

Static cone penetration testing (CPT/CPTU) is increasingly being used in Poland to examine the subsoil. The results of this test may be used directly in foundation design, especially of pile foundations. The use of a static test becomes problematic when coarse and very coarse soils are found in the subsoil. In such cases dynamic probings (DPH or DPSH) can be performed. This paper presents an analysis of the results of field tests conducted in the test nodes, which included CPT, DPH and a borehole. Correlations between static (qc) and dynamic (qd) cone resistances are analyzed in comparison to the results of similar studies performed in Hungary and Lithuania.

9

Comparison of the cone penetration resistance obtained in static and dynamic field tests

Czado B., Pietras J. S.

AGH Journal of Mining and Geoengineering

|

2012

|

Vol. 36, no. 1

97-105

EN

Soil field testing performed with the static method of CPT/CPTU is increasingly being used in Poland to examine the ground for the purposes of foundation design. The results of this test may be used directly in the calculations of foundation piles, but also of spread foundations. The use of a static test becomes problematic when coarse soils (sandy gravels, gravels) are found in the subsoil. In these situations a dynamic probing may be performed to supplement the results of CPT in the soil strata where the CPT examination is impossible. This requires the development of appropriate correlation between the soil parameters obtained in static (qc) and dynamic tests (qd). This paper presents an analysis of the results of field tests conducted in Kraków, Poland. Results were obtained in the test nodes, which included: cone penetration test (CPT), dynamic probing (DPH) and a borehole. The derived correlations were compared with the results of similar studies performed in Hungary and Lithuania.

PL

Sondowanie statyczne metodą CPT/CPTU jest co raz częściej stosowane w Polsce do rozpoznania podłoża pod obiekty budowlane. Wyniki tego badania można wykorzystać w bezpośredni sposób przede wszystkim do projektowania pali fundamentowych, ale także fundamentów bezpośrednich. Zastosowanie sondy statycznej staje się problematyczne, gdy w podłożu zalegają grunty gruboziarniste (pospółki, żwiry). W takich sytuacjach można zastosować sondę dynamiczną i uzupełnienie wyniki badania CPT dla warstw, gdzie przeprowadzenie badania CPT jest niemożliwe. Wymaga to jednak opracowania odpowiednich korelacji pomiędzy parametrami qc i qd. Artykuł przedstawia analizę wyników badań przeprowadzonych w węzłach badawczych, obejmujących sondowanie statyczne CPT, sondowanie dynamiczne DPH oraz otwór wiertniczy. Prezentowane są uzyskane zależności pomiędzy oporem statycznym qc, a dynamicznym qd. Uzyskane korelacje porównano z wynikami podobnych prac przeprowadzonych na Węgrzech oraz na Litwie.

10

Calculation of piles based on CPT results in POLAND

Sahajda K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2011

|

Vol. 33, nr 2

77-86

EN

The paper presents the capacity of driven precast pile prediction method based on the results of CPT tests. The pile settlement equal to 10% of pile diameter is assumed as a criterion of pile capacity. The method gives also a unit skin friction and a unit base resistance for intermediate pile settlements. This allows us to simulate the load-settlement curve and to calculate the axial stiffness of the pile in any load range. For the purpose of analysis the calculation file is created which makes it possible to compare the results of calculation with those of the field-test. The comparative analysis of 37 square 0.3 m × 0.3 m and 0.4 m × 0.4 m piles in clays and sands was carried out. The comparison shows a good agreement between the predicted and actual capacities and a satisfactory agreement between the predicted and actual slopes of the load-settlement curve in the range up to 40% of the ultimate pile capacity.

11

Sondowanie statyczne CPT

Traczyński K., Grela M.

Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne

|

2011

|

Nr 4

70-71

PL

Sonda CPT daje wyniki zbliżone do rzeczywistych, co pozwala optymalizować wielkość nakładów finansowych na fundamentowanie. Koszty sondowania i wykonania odwiertów są porównywalne, dlatego też tylko od świadomości inwestora i dostępności sprzętu zależy, czy takie badania zostaną wykonane.

12

Projektowanie geotechniczne posadowienia turbiny wiatrowej

Batog A., Hawrysz M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 2

69-77

PL

W pracy przedstawiono proces projektowania geotechnicznego związany z realizacją jednej z elektrowni wiatrowych należących do Pyrzyckiej Farmy Wiatrowej zlokalizowanej w województwie zachodniopomorskim. Podano sposób wykorzystania wyników sondowania statycznego CPTU w celu zaprojektowania posadowienia elektrowni wiatrowej. Wykorzystano je zarówno do ustalenia wyprowadzonych wartości parametrów geotechnicznych jak i do oceny nośności podłoża oraz osiadań fundamentu. Na podstawie przeprowadzonych obliczeń porównawczych z powszechnie stosowaną metodą projektowania posadowień fundamentów stwierdzono, iż zastosowanie metodyki badań oraz projektowania na podstawie badań CPTU pozwala w szybki i ekonomiczny sposób wyznaczyć model podłoża gruntowego oraz z dużym zapasem bezpieczeństwa ocenić nośność i osiadania podłoża fundamentu turbiny wiatrowej.

EN

This paper presents the geotechnical designing method of the wind turbine located in the Pyrzyce Wind Farm. The guidelines for the application of the investigation results obtained from the cone penetration testing for designing of those constructions were presented. The CPT results were used both to determine of geotechnical parameters of soils as well as to the estimation of the subsoil bearing capacity and the value of the foundation settlements. The comparative calculations based on the Polish Standard were performed and the usability, economical advantage and the high safety margin in case of the wind turbine foundation designing were demonstrated.

13

Influence of boundary conditions in calibration chamber

Bałachowski L., Kurek N.

Archives of Civil Engineering

|

2008

|

Vol. 54, nr 4

653-668

EN

The calibration chamber tests are made in order to develop some correlations between cone penetration resistance, vertical (or horizontal) stress and relative density of the sand to be used in soil investigation. They are performed in the chamber of limited dimensions with the possibility to control both the vertical and horizontal stress and strain applied to the cylindrical soil sample. The results of penetration tests in calibration chamber are influenced by the applied boundary conditions and size effect defined as a function of the diameter of the chamber to the diameter of the probe. The effect of boundary conditions (BC) and chamber size depends on the material tested: sand granulometry, mineralogy and the form of grains. The tests were made on a quartz uniform fine sand from the Baltic beach in Lubiatowo. To estimate the influence of boundary conditions the cones of different diameter from 13.4 mm to 36 mm and dilatometer test were used. The mini-probe 13.4 mm in diameter permits to make tests with a small influence of boundary conditions, especially for loose sand. All tests were carried out for boundary conditions BC1 which give lower estimation of the cone resistance. The tests were made for two densities DR = 0.5 and DR = 0.8 to study the influence of density and stress level on the cone resistance. The analysis permitted to propose the correction coefficients which take into consideration the influence of boundary conditions and size effect on the cone resistance measured in Lubiatowo sand in the calibration chamber in GUT.

PL

Badania w komorze kalibracyjnej przeprowadza się w celu wyznaczenia zależności pomiędzy oporem stożka, składową pionową (poziomą) naprężenia a stopniem zagęszczenia, które wykorzystuje się przy interpretacji wyników badań polowych. Badania w komorze kalibracyjnej wykonywane są na próbkach walcowych o ograniczonych wymiarach, do których w kontrolowany sposób przykłada się składowe pionowe i poziome naprężenia. Wyniki uzyskane z badań w komorze obarczone są wpływami warunków brzegowych oraz wymiarów komory (stosunek średnicy komory do średnicy sondy). Wpływy te zależą od własności badanego gruntu: granulometrii, mineralogii oraz kształtu ziaren. Badania przeprowadzono na drobnym, równoziarnistym piasku kwarcowym z plaży w Lubiatowie. W celu oszacowania wpływu warunków brzegowych użyto stożków o średnicy od 13.4 mm do 36 mm oraz dylatometru. Mini-sonda (o średnicy 13.4 mm) pozwoliła zminimalizować wpływ warunków brzegowych na opór stożka. Wszystkie testy wykonano dla warunków brzegowych typu BC1, który daje dolne oszacowanie oporu stożka. Badania wykonano na piaskach o dwóch stopniach zagęszczenia DR = 0.5 i DR = 0.8. Wykonane analizy pozwoliły zaproponować współczynniki poprawkowe, uwzględniające wpływ stosunku średnicy komory do średnicy sondy oraz składowej pionowej naprężenia na mierzoną wartość oporu stożka dla piasku Lubiatowo.

14

Wykorzystanie metody statycznego sondowania do identyfikacji rodzaju gruntów

Waliński M., Tschuschke M., Batiuk J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2006

|

Z. 28, t. 1

315-324

PL

W pracy przedstawiono wyniki prac przeprowadzonych w celu adaptacji systemu klasyfikacyjnego Robertsona (1990) w odniesieniu do gruntów występujących na terenie Polski. Na podstawie badań wykazano, że konieczne jest wprowadzenie korekt zakresów przypisanych poszczególnym rodzajom gruntu do obu diagramów, przy czym ustalono ich zakres dla diagramu głównego (Qt - Fr) i określono zakres badań w celu modyfikacji diagramu pomocniczego (Qt - Bq).

EN

The paper presents adaptation of 1990 Robertson classification charts to Polish soils. Execution of field and laboratory tests and use of statistical methods allowed to modify the main chart so it reflects Polish conditions and classifications. Further works must be carried out to adjust the Bq - Qt chart because of its current poor capacity.

15

Ocena współczynnika parcia spoczynkowego gruntów na podstawie testów DMT i CPTU

Młynarek Z., Tschuschke W., Wierzbicki J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Budownictwo

|

2006

|

Z. 28, t. 1

213-225

PL

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

EN

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

16

Sondowania statyczne w odpadach poflotacyjnych

Tschuschke W.

Zeszyty Naukowe. Budownictwo / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 110

3-266

PL

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

EN

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