Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wykorzystanie badań laboratoryjnych i kopalnianych do określania stałych warunków Hoeka-Browna

Małkowski P.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 11

46-52

PL

Kryterium Hoeka-Browna jest chętnie stosowane przez inżynierów górników, geomechaników, geotechników oraz specjalistów zajmujących się geologią inżynierską. Pozwala ono na ocenę wartości przemieszczeń, odkształceń i naprężeń, zarówno dla górotworu jednorodnego, jak i spękanego, co w konsekwencji pozwala na dobór odpowiedniej obudowy tuneli, konstrukcji podziemnych oraz wyrobisk górniczych. Warunek ten wykorzystywany jest w obliczeniach numerycznych, praktycznie na całym świecie. Dla określenia parametrów m i s warunku wytrzymałościowego Hoeka-Browna wykonuje się zwykle laboratoryjne badania wytrzymałościowe w trójosiowym stanie naprężeń. Można jednak powiązać opracowane przez autorów równania z obserwacjami geologiczno-inżynierskimi, wykonywanymi bezpośrednio w wyrobiskach górniczych lub na terenie posadowienia geotechnicznego obiektu inżynierskiego. W tym celu określa się wskaźnik jakości górotworu GSI lub RMR, dla oceny którego można wykorzystać badania penetrometryczne wykonywane w wyrobiskach górniczych oraz badania rdzeni wiertniczych. Biorąc pod uwagę specyfikę uwarstwionego górotworu karbońskiego, w jakim zalegają złoża węgla w Polsce, w artykule przedstawiono metodykę postępowania dla określania tych cech górotworu, które umożliwiają wykorzystanie kryterium Hoeka-Browna dla oceny stateczności wyrobisk podziemnych w polskich kopalniach węgla. Pokazano także typowe wartości wskaźnika RMR dla górotworu rejonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.

EN

Hock-Brown's criterion is willingly used by mining engineers, geo-mechanics, geo-technicians as well as specialists busy with geological engineering. It enables evaluation of thrust size, deformations and stresses, as well of the homogeneous rock mass as cracked one, what results in proper selection of support for tunnels, underground constructions as well as min mining workings. This condition is used in numerical calculations practically all over the world. To determine parameters m and s of Hoek-Brown's strength condition, usually laboratory strength research is conducted in the special state of stresses. One can connect the equations worked out by the Authors with geological-engineering observations directly in mining workings or on the ground of geo-technical engineering object foundation. To this end the coefficient of rock mass quality GSI or RMR is determined, for evaluation of which penetrometric research executed in mining workings as well as testing of drill cores can be used. Taking into consideration the specifies of stratified Carbon rock mass, where the Polish coal deposits are bedded, methodology of determination of rock mass characteristics, enabling use of Hoek-Brown's criterion for evaluation of underground workings stability, is presented. Also the typical values of the coefficient RMR for the region of Upper Silesian Coal Basin, are shown.

2

Research of hydraulic conductivity coefficient of aquitadrs in cylinders

Marciniak Marek, Przybyłek Jan, Szczepańska Jadwiga, Herzig Janusz

Geologos

|

2003

|

Vol. 6

151--168

EN

Results of field and laboratory research on the hydraulic conductivity coefficient of near-surface aquitards are presented in the article. The research was conducted for Quaternary tills and Tertiary clays occurring in the area of the Wielkopolski National Park. Special cylinders equipped with a sealing device and a contact sensor of the water level position each were designed. The cylinders were sunk into the examined aquitards and then injected with water. After sealing the cylinder the air inside was compressed which caused water injection from the cylinder into the examined aquitards. The rate of the injection was observed by measuring the water level depression in the cylinder. Theoretical consideration has been carried out and an own algorithm enabling computation of the hydraulic conductivity coefficient value on the basis of measurements of: depression s, time t, pressure in the cylinder AH and effective porosity of the examined bodies ne has been developed. During the field research a methodology of determination of the hydraulic conductivity coefficient k of near-surface aquitards was developed. 25 values for the tills and 12 values for the clays were determined. Laboratory research on the hydraulic conductivity coefficient of till and clay samples taken from the sites of the field examinations has been conducted. The results obtained during the field research have been compared to those of the laboratory research. The hydraulic conductivity coefficient values resulting from the laboratory research are by two orders of magnitude lower than those of the field research. It has been found that sample consolidation, essential for conducting the laboratory research, leads to the destruction of the system of microcracks and fractures occurring in natural conditions. As a result the hydraulic conductivity coefficient values obtained in laboratory conditions are lower than those obtained through field research. Field and laboratory research carried out according to the proposed methodology permit determining the variability range of the hydraulic conductivity coefficient of the examined aquitards. The upper limit of this range is constituted by the transmissivity of the system of microcracks and fractures and the lower limit by the transmissivity of the consolidated bodies. In this sense field and laboratory research can complement each other,which in effect can lead to experimental determination of the variability range of the hydraulic conductivity coefficient of the examined aquitards.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań terenowych i laboratoryjnych współczynnika filtracji przypowierzchniowych utworów półprzepuszczalnych. Badania przeprowadzono dla glin czwartorzędowych oraz iłów trzeciorzędowych występujących na terenie Wielkopolskiego Parku Narodowego. Zaprojektowano specjalne cylindry, które wyposażono w urządzenie uszczelniające oraz stykowy czujnik położenia zwierciadła wody. Cylindry zagłębiano w badane utwory półprzepuszczalne, a następnie zalewano je wodą. Po uszczelnieniu cylindra sprężano powietrze, co spowodowało zatłoczenie wody z cylindra do badanych utworów półprzepuszczalnych. Obserwowano tempo zatłaczania wody poprzez pomiary depresji zwierciadła wody w cylindrze. Przeprowadzono rozważania teoretyczne i opracowano własny algorytm umożliwiający obliczenie wartości współczynnika filtracji na podstawie pomiaru depresji ,v, czasu t, wysokości ciśnienia w cylindrze AH oraz porowatości efektywnej badanych utworów ne Podczas badań terenowych wypracowano metodykę oznaczania współczynnika filtracji k przypowierzchniowych utworów półprzepuszczalnych, a także przeprowadzono 25 oznaczeń k dla glin oraz 12 oznaczeń dla iłów. Wykonano badania laboratoryjne współczynnika filtracji metodą flow-pump dla próbek glin oraz iłów pobranych z tych samych miejsc, gdzie realizowano badania in situ. Wyniki uzyskane podczas badań terenowych porównano z wynikami badań laboratoryjnych. Na podstawie badań laboratoryjnych uzyskano o dwa rzędy wielkości niższe wartości współczynnika filtracji w stosunku do wyników badań in situ. Stwierdzono, że konsolidacja próbki, konieczna dla zrealizowania badań laboratoryjnych, prowadzi do zniszczenia systemu mikroszczelin i spękań występującego w warunkach naturalnych. Skutkuje to niższymi wartościami współczynnika filtracji uzyskiwanymi w warunkach laboratoryjnych. Badania terenowe i laboratoryjne wykonane według zaproponowanej metodyki, pozwalają określić zakres zmienności współczynnika filtracji badanych utworów półprzepuszczalnych. Górną granicę tego zakresu stanowi przewodność systemu szczelin i spękań, a dolną przewodność utworów skonsolidowanych. W tym znaczeniu badania terenowe i laboratoryjne mogą się wzajemnie uzupełniać, co w efekcie może doprowadzić do doświadczalnego oznaczenia zakresu zmienności współczynnika filtracji badanych utworów półprzepuszczalnych.

3

Badania współczynnika filtracji utworów półprzepuszczalnych w cylindrach

Marciniak M., Przybyłek J., Herzig J., Szczepańska J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

1999

|

T. 15, z. 3

107-123

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań terenowych i laboratoryjnych współczynnika filtracji przypowierzchniowych utworów półprzepuszczalnych. Badania przeprowadzono dla glin czwartorzędowych oraz iłów trzeciorzędowych występujących na terenie Wielkopolskiego Parku Narodowego. Zaprojektowano specjalne cylindry, które wyposażono w urządzenie uszczelniające oraz stykowy czujnik położenia zwierciadła wody. Cylindry zagłębiano w badane utwory półprzepuszczalne, a następnie zalewano je wodą. Po uszczelnieniu cylindra sprężano powietrze, co spowodowało zatłoczenie wody z cylindra do badanych utworów półprzepuszczalnych. Obserwowano tempo zatłaczania wody poprzez pomiary depresji zwierciadła wody w cylindrze. Przeprowadzono rozważania teoretyczne i opracowano własny algorytm umożliwiający obliczenie wartości współczynnika filtracji na podstawie pomiaru depresji s, czasu t, wysokości ciśnienia w cylindrze \delta H oraz porowatości efektywnej badanych utworów ne. Podczas badań terenowych wypracowano metodykę oznaczania współczynnika filtracji k przypowierzchniowych utworów półprzepuszczalnych, a także przeprowadzono 25 oznaczeń k dla glin oraz 12 oznaczeń dla iłu. Wykonano badania laboratoryjne współczynnika filtracji metodą flow-pump dla próbek glin oraz iłów pobranych z tych samych miejsc, gdzie realizowano badania in situ. Wyniki uzyskane podczas badań terenowych porównano z wynikami badań laboratoryjnych. Na podstawie badań laboratoryjnych uzyskano wartości współczynnika filtracji o dwa rzędy wielkości niższe w stosunku do wyników badań in situ. Stwierdzono, że konsolidacja próbki, konieczna dla zrealizowania badań laboratoryjnych, prowadzi do zniszczenia systemu mikroszczelin i spękań występującego w warunkach naturalnych. Skutkuje to niższymi wartościami współczynnika filtracji uzyskiwanymi w warunkach laboratoryjnych. Badania terenowe i laboratoryjne wykonane według zaproponowanej metodyki pozwalają określić zakres zmienności współczynnika filtracji badanych utworów półprzepuszczalnych. Górną granicę tego zakresu stanowi przewodność systemu szczelin i spękań, a dolną przewodność utworów skonsolidowanych. W tym znaczeniu badania terenowe i laboratoryjne mogą się wzajemnie uzupełniać, co w efekcie może doprowadzić do doświadczalnego oznaczenia zakresu zmienności współczynnika filtracji badanych utworów półprzepuszczalnych.

EN

Results of field and laboratory research on the hydraulic conductivity coefficient of near-surface aquitards are presented in the article. The research was conducted for Quaternary tiIls and Tertiary clays occurring in the area of the Wielkopolski National Park. Special cylinders equipped with a sealing device and a contact sensor of the water level position each have been designed. The cylinders were sunk in the examined aquitards and then injected with water. After sealing a cylinder the air inside was compressed which caused water injection form the cylinder into the examined aquitards. The pace of the injection was observed by measuring the water level depression in the cylinder. Theoretical consideration has been carried out and an own algorithm enabling computation of the hydraulic conductivity coefficient value on the basis of measurements of: depression s, time t, pressure in the cylinder \delta H and effective porosity of the examined bodies ne has been developed. During the field research a methodology of determination of the hydraulic conductivity coefficient k of near-surface aquitards was developed. 25 values for the tills and 12 values for the clays were determined. Laboratory research on the hydraulic conductivity coefficient of tiII and clay samples taken from the sites of the field examinations has been conducted. The results obtained during the field research have been compared to those of the laboratory research. The hydraulic conductivity coefficient values resulting from the laboratory research are by two orders of magnitude lower than those of the field research. It has been found that sample consolidation, essential for conducting the laboratory research, leads to destroying the system of microcracks and fractures occurring in natural conditions. As a result the hydraulic conductivity coefficient values obtained in laboratory conditions are lower than those obtained through field research. Field and laboratory research carried out according to the proposed methodology permit determining the variability range of the examined aquitards' hydraulic conductivity coefficient. The upper limit of this range is constituted by the transmissivity of the system of microcracks and fractures and the lower limit by the transmissivity of the consolidated bodies. In this sense field and laboratory research can complement each other, which in effect can lead to experimental determination of the variability range of the examined aquitards' hydraulic conductivity coefficient.

4

Badania współczynnika filtracji utworów półprzepuszczalnych w piezometrach

Marciniak M., Przybyłek J., Herzig J., Szczepańska J.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

1999

|

T. 15, z. 3

91-106

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań terenowych współczynnika filtracji utworów półprzepuszczalnych. Badania przeprowadzono w specjalnie wykonanych piezometrach, które zlokalizowano na ujęciu Dębina w Poznaniu. Piezometry zafiltrowano w glinach czwartorzędowych oraz w iłach trzeciorzędowych. Oznaczenia współczynnika filtracji wykonano metodą PARAMEX. W uszczelnionym piezometrze sprężono powietrze, co spowodowało zatłoczenie wody z piezometru do zafiltrowanych utworów półprzepuszczalnych. Następnie zredukowano ciśnienie w piezometrze poprzez usunięcie uszczelnienia i obserwowano tempo napływu wody do piezometru, czyli wznios zwierciadła wody. Przeprowadzono rozważania teoretyczne umożliwiające oznaczenie współczynnika filtracji na podstawie zatłaczania wody z piezometru do badanych utworów półprzepuszczalnych. Współczynnik filtracji oznaczono zarówno na podstawie zatłaczania wody, jak i na podstawie swobodnego wzniosu zwierciadła wody. Równolegle wykonano badania laboratoryjne współczynnika filtracji metodą flow-pump dla próbek glin oraz iłów pobranych podczas wiercenia otworów pod piezometry. Wyniki uzyskane podczas badań terenowych porównano z wynikami badań laboratoryjnych. Na podstawie badań laboratoryjnych uzyskano o jeden rząd wielkości niższe wartości współczynnika filtracji w stosunku do wyników badań in situ. Stwierdzono, że konsolidacja próbki, konieczna dla zrealizowania badań laboratoryjnych, prowadzi do zniszczenia systemu mikroszczelin i spękań występującego w warunkach naturalnych. Badania terenowe i laboratoryjne wykonane według zaproponowanej metodyki pozwalają określić zakres zmienności współczynnika filtracji badanych utworów półprzepuszczalnych. Górną granicę tego zakresu stanowi przewodność systemu szczelin i spękań, a dolną przewodność utworów skonsolidowanych. W tym znaczeniu badania terenowe i laboratoryjne mogą się wzajemnie uzupełniać, co w efekcie może doprowadzić do doświadczalnego oznaczenia zakresu zmienności współczynnika filtracji badanych utworów półprzepuszczalnych.

EN

Results of field research on hydraulic conductivity coefficient of aquitards are presented in the article. The field research has been carried out in specially made piezometers, situated at the Dębina water intake in Poznań. The piezometers were filtered in Quaternary tills and Tertiary clays. The determination of hydraulic conductivity coefficient was carried out using the PARAMEX method. The air in a sealed piezometer was compressed which caused water injection from the piezometer into the examined aquitards. Then the pressure in the piezometer was reduced by means of seal removal and the pace of water infow into the piezometer, ie the water leveI rise, was observed. Theoretical consideration enabIing hydraulic conductivity coefficient determination on the basis of water injection from the piezometer into the examined aquitards has been carried out. The hydraulic conductivity coefficient was determined on the basis of both water injection and free water leveI rise. Laboratory research on hydraulic conductivity coefficient for till and clay sampIes taken during boring holes for piezometers, using the flow-pump method, was carried out simultaneously. The results obtained during field research have been compared to those of laboratory research. The values ot hydraulic conductivity coefficient obtained on the basis of laboratory research were lower by one order of magnitude than the results of on-site research. It has been found that sample consolidation, essential for conducting the laboratory research, leads to sealing the microcrack system occurring in natural conditions. Field and laboratory research carried out using the proposed methodology permit determining the variability range of the examined aquitards' hydraulic conductivity coefficient. The upper limit of that range is equal to the transmissivity of the crack system; the transmissivity of the consolidated bodies constitutes the lower limit. In this sense laboratory and field research can complement each other, which can lead to experimental determination of the variability range of the examined aquitards' hydraulic conductivity coefficient.