Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of soil anisotropic stiffness on the deformation induced by an open pit excavation

Lisewska Katarzyna, Cudny Marcin

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

141--156

EN

In this paper, the problem of deformation induced by an open pit excavation in anisotropic stiff soils is analysed by FE modelling. The presented research is focused on the influence of material model with anisotropic stiffness on the accuracy of deformation predictions as compared with the field measurements. A new hyperelastic-plastic model is applied to simulate anisotropic mechanical behaviour of stiff soils. It is capable to reproduce mixed variable stress-induced anisotropy and constant inherent cross-anisotropy of the small strain stiffness. The degradation of stiffness depending on strain is modelled with the Brick-type model. The model formulation and parameters are briefly presented. General deformation pattern obtained in the exemplary 2D boundary value problem of an open pit excavation is investigated considering different values of inherent cross-anisotropy coefficient of small strain stiffness. The numerical simulations are performed as a coupled deformation-flow analysis which allows to properly model the drainage conditions. The excavation phases are simulated by removal of soil layers according to the realistic time schedule. Finally, the monitored case of the trial open pit excavation in heavily overconsolidated Oxford Clay at Elstow, UK is simulated with proposed material model both in 2D and 3D conditions. The obtained calculation results are compared with displacement measurements and discussed.

PL

Modelowanie numeryczne zagadnień geotechnicznych związanych z odciążeniem podłoża (np. tunelowanie, wykopy) wymaga odpowiedniego opisu materiałowego gruntu, który pozwala na prawidłową symulację charakterystyki mechanicznej w zakresie małych odkształceń. Najważniejszymi elementami są tutaj nieliniowość sztywności związana z barotropią oraz degradacją stycznego modułu ścinania z odkształceniem oraz inherentna anizotropia sztywności. Modele konstytutywne dostępne w popularnych systemach obliczeniowych rzadko pozwalają na uwzględnienie anizotropii sztywności w zakresie małych odkształceń. Najczęściej przyczyną jest bardziej skomplikowana procedura implementacji niż w przypadku modeli z izotropową sztywnością, jak również ograniczona dostępność parametrów materiałowych związanych z anizotropią. Rozwój technik pomiarowych w eksperymentalnej mechanice gruntów, obserwowany w ostatnich latach na całym świecie, pozwala jednak na zaprojektowanie i przeprowadzenie badań anizotropii sztywności w warunkach ważnych inwestycji lub projektów badawczych. Najczęściej jest to pomiar współczynnika anizotropii αG w aparacie trójosiowym wyposażonym w elementy sejsmiczne bender zorientowane zarówno w pionie jak i w poziomie. System taki pozwala na bezpośrednie wyznaczenie modułów ścinania w płaszczyźnie pionowej Gvh oraz poziomej Ghh (αG= Ghh/Gvh). W artykule przedstawiono własny hipersprężysto-plastyczny model konstytutywny uwzględniający zarówno nieliniowość jak i anizotropię sztywności w zakresie małych odkształceń. W modelu tym wykorzystano anizotropową hipersprężystość do opisu sztywności początkowej, system zagnieżdżonych powierzchni plastyczności w przestrzeni odkształcenia do opisu degradacji sztywności (tzw. model Brick) oraz konwencjonalne kryterium wytrzymałości na ścinanie do ograniczenia dewiatorowych stanów naprężenia. Model został zaimplementowany w programie metody elementów skończonych Plaxis w ramach opcji User Defined Soil Model (UDSM). Analizowanym zagadnieniem brzegowo początkowym jest próbny otwarty wykop wykonany w ile oxfordzkim w Elstow, Wielka Brytania. Szeroka baza danych dotyczących niestandardowych badań laboratoryjnych iłu oksfordzkiego zorientowanych, oprócz wyznaczenia parametrów standardowych, na charakterystykę anizotropii sztywności dostępna jest w literaturze. Dokładny opis realizacji wykonanego próbnego wykopu z danymi pozwalającymi na przeprowadzenie własnych analiz wraz z wynikami monitoringu przemieszczeń dostępne są w publikacji Hird&Pierpoint (Geotechnique 47(3), 1997). Umożliwiło to, kalibrację parametrów anizotropowego modelu hipersprężysto-plastycznego i przeprowadzenie analizy wstecz będącej cenną weryfikacją przydatności opracowanego modelu konstytutywnego. Przed wykonaniem symulacji numerycznych próbnego wykopu w Elstow przeprowadzono również serię obliczeń na uproszczonym przykładowym modelu wykopu otwartego w płaskim stanie odkształcenia w celu rozpoznania wpływu czystej anizotropii inherentnej na deformację powstającą podczas odciążenia podłoża gruntowego takim wykopem. Symulację numeryczną wykopu próbnego w Elstow przeprowadzono zarówno w płaskim stanie odkształcenia jak i na modelu przestrzennym. Metoda symulacji odpowiadała podejściu sprzężonemu konsolidacji z równoczesnym uwzględnieniem przepływu wody w gruncie (coupled deformation flow analysis). Warunki czasowe wykonania wykopu próbnego, jak również parametry filtracyjne oraz mechaniczne zalegających gruntów powodują jednak, że przedmiotowe zagadnienie brzegowo-początkowe zachodzi ostatecznie w warunkach bliskich warunkom braku drenażu. Wyniki przeprowadzonych symulacji numerycznych porównano z wynikami monitoringu przemieszczenia. Uzyskano zadowalającą zgodność obliczonego i pomierzonego pola przemieszczenia. Dokładność wyników obliczeń jest jednak zmienna w zależności od obszaru analizowanego zagadnienia. Odpowiednie porównania przedstawiono na rysunkach w artykule.

2

Characteristic of small-strain stiffness of fine-grained soils based on advanced laboratory tests

Witowski Marcin, Godlewski Tomasz, Nepelski Krzysztof, Chyliński Filip

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

73--88

EN

The non-linearity of the modulus in the zone of small deformations has become one of the three basic concepts of modern soil mechanics, together with “effective stresses” or “critical state”. It is therefore necessary to obtain suitable parameters to describe these phenomena through the development of modern measuring equipment and new research methods. Limitations in the availability of the research area or research equipment indicate the need to create a data set, in the formula of regional assessments. The article presents a compilation of data on the deformation characteristics of soils covering about 75% of the country’s area, which are the most common subsoils for building. Descriptions, images of microstructures, and a record of mechanical parameters are presented for various age-old glacial clays and marginal clays and loesses. Emphasis is placed on parameters obtained from triaxial tests, including the determination of the shear modulus at small deformations obtained from BET measurements. In combination with the patented solution of sample strain measurement, complete deformability curves of the tested samples were obtained, indicating model reference curves developed for the above soil types. The statistically significant amount of data collected allowed the creation of a specific portfolio for selected soils as a starting point for assessing deformability. This corresponds to the current expectations regarding the characteristics of the behaviour of the substrate in the full spectrum of stresses and deformations, obtained from different types of tests, which, as in the case of soil stiffness degradation, together allow the correct determination of the necessary parameters.

PL

Nieliniowość modułu w strefie małych odkształceń stała się jednym z trzech podstawowych pojęć we współczesnej mechanice gruntów, podobnie jak „naprężenia efektywne” czy „stan krytyczny”. Tym samym konieczne jest pozyskiwanie odpowiednich parametrów do opisu tych zjawisk poprzez rozwój nowoczesnej aparatury pomiarowej i nowych metod badawczych. Ograniczenia w dostępności terenu badań czy aparatury badawczej wskazują na potrzebę tworzenia zbioru danych, w formule zestawień o charakterze regionalnym. W artykule przedstawiono kompilację danych w zakresie charakterystyki odkształceniowej dla gruntów zajmujących ok. 75% powierzchni kraju, stanowiących najczęstsze podłoże obiektów budowlanych. Przedstawiono opisy, obrazy mikrostruktur oraz zapis parametrów mechanicznych dla różnowiekowych glin polodowcowych i iłów zastoiskowych oraz lessów. Główny nacisk został położony na parametry uzyskane z badań „trójosiowych”, w tym oznaczenia modułu ścinania przy małych odkształceniach uzyskane z pomiarów sejsmicznych metodą BET. W połączeniu z opatentowanym rozwiązaniem napróbkowego pomiaru odkształceń uzyskano pełne przebiegi odkształcalności badanych próbek wskazując modelowe krzywe referencyjne opracowane dla ww. typów gruntów. Istotna statystycznie ilość zebranych danych pozwoliła na stworzenie swoistego portfolio dla wybranych gruntów, jako punkt wyjścia do oceny zdolności deformacyjnych. Spełnia to obecne oczekiwania odnośnie charakterystyk zachowania podłoża w pełnym spektrum naprężeń i odkształceń, uzyskiwanych z różnego typu badań, które tak jak w przypadku degradacji sztywności gruntu zebrane razem pozwalają na poprawne wyznaczenie niezbędnych parametrów.

3

Geotechnical interpretation of the geological structure of loess covers in Lublin Region

Nepelski Krzysztof

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 3

101--110

EN

The characteristic feature of the geological structure in the Lublin Region is loess covers, which at the same time constitute the main subsoil for setting building structures. Geological structure is the basis for developing a geotechnical model of the subsoil, which may be identical to the geological model. However, these two types of models in many cases should differ, because the geotechnical model is developed depending on the type of structure, its dimensions, the method and depth of the foundation, and the loads transferred. Identifying geological layers only on the basis of lithology and subsoil state leads to significant and excessive simplification, especially when these layers occur at different depths. Soil stiffness and its bearing capacity depend not only on the state, i.e. wetness but also on several other factors which are difficult to identify based on a superficial macroscopic assessment, even with the verification of individual samples with laboratory tests. A good foundation for the geotechnical assessment of the subsoil is provided by in situ tests such as CPTU and DMT, which allow for a statistical evaluation of parameters. The work presents the methodology for creating a geotechnical model of the loess subsoil based on in situ tests.

4

Analiza skuteczności rozwiązań obniżających poziom drgań młynów węglowych w elektrowni – studium przypadku

Kozioł Krzysztof, Stypuła Krzysztof

Builder

|

2020

|

R.24, nr 4

18--20

PL

W referacie, rozważając przypadek elektrowni, w której stwierdzono znaczący wzrost przemieszczeń fundamentów budynku głównego jednego z bloków energetycznych, przedstawiono przykładowy sposób rozwiązywania tego typu zagadnień. Problem dotyczył zarówno osiadań statycznych, jak i dynamicznych. Ze względu na fakt, iż praca urządzeń (młyna węglowego) powoduje ruch trudny do ustalenia metodami analitycznymi, należało wstępnie wykonać pomiary drgań. Dzięki temu uzyskano czasowe przebiegi przyśpieszeń drgań fundamentów oraz wybranych punktów konstrukcji. Model obliczeniowy (MES) został poddany zarejestrowanemu na fundamencie wymuszeniu, zaś przebiegi czasowe przyśpieszeń drgań uzyskane w warunkach rzeczywistych posłużyły do walidacji jego parametrów (stałych materiałowych konstrukcji oraz gruntu i sztywności połączeń). Po uzyskaniu zadowalającej różnicy pomiędzy przyśpieszeniami (model MES – rzeczywista konstrukcja) zasymulowano trzy warianty naprawcze. W dwóch z nich drogę propagacji przecięto barierą antywibracyjną, zaś w jednym zwiększono sztywność gruntu pod fundamentami. Każde z rozważanych rozwiązań powodowało obniżenie drgań konstrukcji młynów węglowych. Jednak w przypadku „otulenia” fundamentów matą antywibracyjną uzyskano znaczne wzrosty przyśpieszeń drgań młynów. Zwrócono też uwagę, iż zwiększenie sztywności gruntu pod fundamentami pomimo ograniczenia poziomu amplitud drgań w całym obiekcie może ze względów technologicznych okazać się kłopotliwe.

EN

The paper presents case of selected power plant, where substantial increase of displacements of the foundations of the main power unit were observed and an exemplary method of solving such type of problem. The problem concerned both static settlements as well as vibrations. Since the operation of the equipment (coal mill) causes movement difficult to be determined using analytical methods, initially vibration measurements had to be made. As a result, time courses of foundations as well as selected points onto investigated structure accelerations were obtained. The computational model (FEM) was loaded with excitation registered on the foundation, while acceleration time courses obtained in real conditions were used to validate its parameters (material constants of structure and soil) and joints rigidity. After obtaining a satisfactory difference between accelerations (FEM model – real construction), three repair variants were simulated. In two of them the propagation path was separated with an anti-vibration barrier, while in one the stiffness of the soil below foundation was increased. Each of the mentioned solutions reduced the vibration level of the structure in the vicinity of coal mills. Nevertheless, in the case of "covering" foundations with anti-vibration mat, significant increases in vibration acceleration of mills were observed. It was also pointed out that increasing the soil stiffness below foundations, despite limiting the level of vibration amplitudes in the entire facility, may prove to be troublesome for technological reasons.

5

Analiza możliwości ograniczenia osiadania studzienek kanalizacyjnych montowanych w jezdniach

Bednarz Jarosław, Targosz Jan, Wiederek Jacek

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2019

|

R. 20, nr 1-2

156--160

PL

W artykule omówiony został problem ograniczenia osiadania studzienek kanalizacyjnych montowanych w drogach, w szczególności dotyczący dróg osiedlowych.

EN

The article discusses the problem of limiting the settlement of sewage sumps installed in roadways, in particular for municipal roads.

6

Lekka płyta dynamiczna – fakty o module Evd podłoża

Gosk W.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 3

26--27

PL

W artykule omówiono czynniki związane z konstrukcją lekkich płyt dynamicznych i przyjmowanymi założeniami teoretycznymi, które wpływają na wartość modułu sztywności podłoża Eνd uzyskiwanego podczas badania. Wykazano, że problemy przy interpretacji wyników badania są konsekwencją przyjęcia założenia sprężystości ośrodka gruntowego i różnego podejścia producentów płyt dynamicznych do przyjmowanych parametrów modelu.

EN

The paper discusses the factors related to the construction of Light Falling Weight Deflectometers (LFWD) and the adopted theoretical assumptions that affect the value of the Eνd stiffness module obtained during soil test. It has been shown that the problems of interpretation are a consequence of the assumption of the elasticity of the soil medium and the varied approach of LFWD manufacturers in the scope of the adopted model parameters.

7

Design problems of two neighbouring cooling towers

Kociniak M.

Materiały Budowlane

|

2018

|

nr 10

131--134

EN

When designing two 185 m high natural draft cooling towers one of the most important aspect was the subsoil interaction and its influence on the foundation conditions. Both towers are located next to each other but the soil conditions are considerably different. This paper presents the analysis and comparison of the considered foundation methods and the description of the final design with presentation of the results and as-built measurements.

PL

Podczas projektowania dwóch chłodni o wysokości 185 m o ciągu naturalnym jednym z najważniejszych problemów była interakcja konstrukcji z podłożem gruntowym i warunki posadowienia. Obie chłodnie zlokalizowane są w niewielkiej odległości od siebie, ale posadowione w odmiennych warunkach gruntowych. W artykule przeanalizowano i porównano warunki posadowienia oraz ich wpływ na projektowane chłodnie, a także zaprezentowano wyniki obliczeń oraz pomiarów powykonawczych.

8

Evaluation of stiffness degradation curves from in situ tests in various soil types

Godlewski T.

Archives of Civil Engineering

|

2018

|

Vol. 64, nr 4/II

285--307

EN

Increasingly complex design systems require an individual approach when determining the necessary design parameters. As soils are characterized by strong strain-dependent nonlinearity, test methods used to characterize the subsoil should be carefully selected, in terms of their "sensitivity" as well as suitability for the analyzed type of problem. When direct measurements are not available, while design calculation models require specific parameters, indirect parameter estimation may be used. This approach requires calibration and validation of empirical correlations, based on well documented database of tests and case studies. One of the parameters often used, when analyzing soil-structure interaction problems, is the shear stiffness of the soil and its strain-dependent degradation. The aim of the article is to present the procedure for description and evaluation of soil stiffness based on field tests (CPTU, DMT and SDMT) and a large number of reference curves obtained from laboratory tests (TRX) for selected soil types. On the basis of the given algorithm, it is possible to obtain a stiffness module G0 value at any level of deformation, based on in-situ tests.

PL

Coraz bardziej skomplikowane układy konstrukcyjne wymagają indywidualnego podejścia przy wyznaczaniu parametrów, za każdym razem uwzględniając i modelując już na etapie badań, późniejsze warunki współpracy z podłożem. Jak wykazały dane z literatury tematu oraz wyniki uzyskane z badań własnych, grunty charakteryzują się silną nieliniowością modułu w zależności od odkształcenia, zatem należy precyzyjnie dobierać metody badania podłoża, tzn. w zakresie ich „czułości” pomiarowej, odpowiedniej dla danego typu konstrukcji budowlanych. Gdy nie są dostępne bezpośrednie pomiary, a metoda obliczeń projektowych wymaga określonych parametrów, wtedy rozwiązaniem pomocnym staje się poszukiwanie zależności korelacyjnych z poligonów badawczych i stosowanie procedur pozwalających na oszacowanie wymaganych parametrów (przy najmniej na etapie początkowych analiz). W artykule przedstawiono schemat postępowania w zakresie opisu i oceny sztywności podłoża na podstawie badań polowych (CPTU, DMT i SDMT) i opracowanych krzywych referencyjnych z badań laboratoryjnych (TRX) dla wybranych typów gruntów (iły i gliny). W oparciu o podany algorytm możliwe jest wyznaczenie wartości modułu G0 dla dowolnej wielkości strefy odkształcenia, stosując uzyskane z badań własnych zależności lokalne, w tym modele degradacji podłoża.

9

Wybrane aspekty prawidłowego doboru parametrów badania i weryfikacji wyników oznaczeń dla określania modułu sztywności (G0) w metodzie BET

Szczepański T., Godlewski T.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2017

|

Vol. 26, No. 1

75--84

PL

Artykuł stanowi kontynuację badań mających na celu coraz wiarygodniejsze wykorzystywanie metod do oceny sztywności geomateriałów. Przedstawia analizę i syntezę wyników dotyczących określania prędkości fali poprzecznej przy użyciu piezoelementów typu bender. Na przykładzie dwóch typów gruntów w artykule poruszono aspekty związane z doborem częstotliwości użytych w badaniu fal w zależności od wielkości próbki i prędkości fali oraz wyboru metody interpretacji spośród ogólnie wykorzystywanych z zastosowaniem narzędzi automatyzujących ten proces.

EN

One of the main group of methods used recently for establishing soil stiffness characteristics are so called seismic methods (using measurement of elastic waves velocity). Authors experiences show reasonably good correlation of the results obtained with use of different methods, both field and laboratory. One of the aspects, on which authors are working on, is analysis of methodological factors influencing the results, with the aim of more repeatability, reliability, and standardization of some methods, BET being a good example. Aspects of proper choice of waves frequency used during test, sample length influence, using automatic interpretation tools are raised.

10

Parametry geotechniczne według normy PN-B-03020:1981 – perspektywa dnia dzisiejszego

Lipiński M., Wdowska M., Michalczuk K.

Inżynieria i Budownictwo

|

2016

|

R. 72, nr 4

212--216

PL

Podano uwagi dotyczące zalecanych przez normę PN-B-03020:1981 wartości parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych gruntu. Omówiono również przykłady podejść do wyznaczania wytrzymałości i sztywności gruntu, uwzględniające zarówno współczesne międzynarodowe standardy wykonywania badań, jak i wyniki prac badawczych.

EN

The paper presents critical review of shear strength and stiffness parameters recommended by former Polish Standard PN-B-03020:1981. The most important errors were depicted and the origin of them was explained. The paper presents some examples of proper approach of determination shear strength and stiffness parameters accounting for international standard in this field and results the recent research.

11

Cone penetration test in assessment of soil stiffness

Tschuschke W., Kumor M. K., Walczak M., Tschuschke M.

Geological Quarterly

|

2015

|

Vol. 59, No. 2

419--425

EN

The paper presents proposals for the assessment of subsoil stiffness based on results of the seismic cone penetration test. Correlations between penetration parameters and constrained modulus were determined for three genetically different groups of cohesive soils. For the analyzed soil material quantitative estimation was also conducted for the parameter, which determines the relationship between the constrained modulus and initial shear modulus. A marked trend was shown for this parameter with the soil behavior type index used in the classification of soils in the cone penetration test.

12

Evaluation of the state of sandy soils on a sinkhole area with the use of noninvasive (MASW) and invasive (SDMT) tests

Szajna W. S.

Engineering Transactions

|

2015

|

Vol. 63, iss. 1

109--131

EN

The subject of the study is to assess the state of soil in the area of a former shallow underground mining site which presents a potential hazard of sinkholes. Two kinds of tests were performed i.e. noninvasive seismic tests MASW and invasive seismic dilatometer tests SDMT. The test procedures and the used equipment are described in the paper. The MASW tests allowed the detection of shallow and deep seismic anomalies – places with reduced mechanical parameters. Shallow anomalies were subjected to SDMT tests. Stiffness parameters were adopted as a measure of the state of soil. The applied consistent methodology allowed for the assessment of soil stiffness for intermediate and very small strains. It has been shown that the shallow anomalies were not caused by sinkhole processes. The values of stiffness for intermediate and very small strains in the zone above shallow anomalies occurred to be inconsistent, suggesting the influence of cementation or desiccation processes.

13

A strain dependent stiffness of stiff cohesionless and cohesive soils

Lipiński M. J., Wdowska M. K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2012

|

Vol. 34, nr 4

53--67

EN

In the last three decades an interest has grown in prediction of soil stiffness. In case of dense cohesionless soils or natural overconsolidated cohesive soils the working strain to which soil stiffness is referred to covers the range 0.01–1.0%. On the basis of results of comprehensive experimental worked based on advanced triaxial tests results two formulae for Young’s modulus distribution accounting for strain range were derived for fine dense sand and heavy overconsolidated sandy clay. The formula for sand accounts also for stress level. In case of overconsolidated sandy clay, stress history, in the form of yield stress, is also accounted for.

14

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.

15

Ustalanie parametrów sprężystości gruntów przy użyciu sejsmicznych metod in situ – wpływ metodyki

Godlewski T., Szczepański T.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2012

|

nr 4

328-333

PL

W artykule przedstawiono wyniki oznaczeń parametrów sprężystości (modułu ścinania Go) uzyskane z polowych metod sejsmicznych (geofizyka powierzchniowa – CSWS/SASW i dylatometr sejsmiczny – SDMT). Badania wykonano na eksperymentalnym poligonie badawczym, gdzie przeprowadzono walidację metod, wykonano badania replikacyjne, sprawdzając powtarzalność na poszczególnych głębokościach, przeanalizowano wpływ zaburzeń wynikający między innymi z: oddziaływań otoczenia, rodzaju źródła drgań, wartości energii wzbudzania, pozycji geofonów oraz doboru metody interpretacyjnej. Autorzy na podstawie zebranych doświadczeń prezentują praktyczne wnioski związane z metodologią wykonywania badań z użyciem sejsmiki. Niniejszy artykuł otwiera dyskusję o wpływie innych możliwych czynników w prezentowanej metodyce.

EN

In this article results of research on stiffness parameters (shear modulus G) derived from seismic waves velocity measurements (CSWS/SASW (Continuous Surface Wave System/Spectral Analysis of Surface Waves) and SDMT (seismic flat dilatometer) methods) on a experimental test site have been presented. The test site – geologically uniform fluvial sand formation area, was carefully chosen and checked in terms of uniformity with drillings and soundings. The research has been aimed at testing the repeatability of the data and checking how results from indirect, non-invasive surface geophysical tests (SASW and CSWS) will correspond with the ones from penetration test SDMT. Aspects of the influence of different wave sources, geophones relative position, and interpretation methods were examined. The last issue is important while using “factored wavelength” method of interpretation, where inevitably subjective approach is affecting results obtained. Discussion about influence of other examined factors is undertaken.

16

Elastic Properties of Soils at Very Small Strain From Laboratory Test

Kaczyński R., Barański M.

Vibrations in Physical Systems

|

2004

|

Vol. 21

195--198