Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ ciśnienia spływowego wody na stateczność skarp i zboczy

Łupieżowiec Marian

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 8

24--31

PL

Bardzo częstym powodem utraty stateczności skarp i zboczy jest ciśnienie wody pojawiające się wskutek warunków atmosferycznych lub zmiany filtracji wody w podłożu. Siła będąca skutkiem tego ciśnienia przeważnie stanowi jeden z głównych czynników inicjujących utratę stateczności, na którą ma wpływ również zmiana poziomu wody w zboczu po wystąpieniu ulewnych deszczy. Stateczność z uwzględnieniem oddziaływania wody można symulować metodą elementów skończonych, stosując metodę redukcji c – φ.

EN

A very common reason for the loss of stability of slopes is water pressure resulting from weather conditions or changes in water filtration in the ground. The force resulting from these pressures is usually one of the main factors initiating the loss of stability. Stability is also influenced by changes in the water level in the slope after heavy rains. Stability taking into account the impact of water can be simulated using the finite element method using the c – φ reduction method.

2

The influence of selected weather conditions on the safety of slopes of post exploitation lignite pits filling with water

Bajcar Adam

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 4

30--32

EN

The article describes selected atmospheric factors that may affect the stability of the end slopes of lignite post mining pits during their filling with water. The main factors such as waves, the influence of the ice cover and the wind were characterized.

PL

W artykule opisano wybrane czynniki atmosferyczne mogące mieć wpływ na stateczność zboczy końcowych wyrobisk poeksploatacyjnych węgla brunatnego podczas wypełniania ich wodą. Scharakteryzowano czynniki takie jak falowanie, wpływ pokrywy lodowej oraz wiatr.

3

Effect of spatial variation of spoil material properties on slope displacements under rapid drawdown of pit lakes

Halder Koushik, Doan Nhat-Phi, Garala Thejesh Kumar, Cui Ge, Kantesaria Naman, Heron Charles M., Marshall Alec M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 4

33--39

EN

In many European countries, lignite or brown coal is used as a fuel source in steam-electric power generation. Upon completion of mining activities, a reclamation plan is imperative to ensure environmental and social prosperity of local areas. Abandoned mine pits are often reclaimed by creating a pit lake. Reclamation of large lignite open pit mine sites may use large amounts of previous overburden materials or “spoils” to create the slopes of the pit lake. Spoils are anthropogenic materials with large spatial variation in properties, hence, considering mean values of shear strength and hydraulic parameters to assess stability and seasonal displacements will not fully simulate actual field conditions. This paper considers the effect of spatial variation on slope stability and ground movements during rapid drawdown events (a critical case) using coupled flow-deformation 2D finite element analyses, incorporating unsaturated soil suctions above the phreatic surface. Effects of heterogeneity and randomness of spoils on the response of the slope are considered through random field modelling and the Monte-Carlo simulation technique. Four lognormally distributed random variables (spoil cohesion, friction angle, void ratio, and permeability coefficient) are examined. The effect of spatial variability of spoils is shown to be important; a significant number of the random field analyses resulted in larger displacements compared to a benchmark deterministic analysis adopting uniform mean parameter values.

PL

W wielu krajach europejskich węgiel brunatny jest wykorzystywany jako źródło paliwa w energetyce parowo-elektrycznej. Po zakończeniu działalności górniczej konieczne jest opracowanie planu rekultywacji w celu zapewnienia środowiskowego i społecznego dobrostanu okolicznych obszarów. Opuszczone wyrobiska górnicze są często rekultywowane poprzez utworzenie w nich zbiorników wodnych. W rekultywacji dużych kopalni odkrywkowych węgla brunatnego do tworzenia zboczy zbiornika można wykorzystać duże ilości wcześniejszych materiałów nadkładowych lub „odpadowych”. Materiał zwałowy jest materiałem antropogenicznym o dużej przestrzennej zmienności właściwości, dlatego też przyjęcie średnich wartości wytrzymałości na ścinanie i parametrów hydraulicznych w celu oceny stabilności i sezonowych przemieszczeń nie będzie w pełni odzwierciedlać rzeczywistych warunków terenowych. W niniejszej pracy rozważano wpływ zmienności przestrzennej na stabilność zboczy i przemieszczenia gruntu podczas gwałtownego obniżenia poziomu wody (przypadek krytyczny), stosując sprzężone analizy 2D metodą elementów skończonych typu przepływ-deformacja, z uwzględnieniem ssania gruntów nienasyconych powyżej powierzchni freatycznej. Wpływ heterogeniczności i losowości materiału na zachowanie zbocza rozważany jest poprzez modelowanie pola losowego i technikę symulacji Monte-Carlo. Badane są cztery zmienne losowe (kohezja materiału, kąt tarcia, wskaźnik porowatości i współczynnik przepuszczalności) w rozkładach log-normalnych. Wykazano, że wpływ przestrzennej zmienności materiału zwałowego jest istotny; znaczna liczba analiz z wykorzystaniem pola losowego skutkowała większymi przemieszczeniami w porównaniu z wzorcową analizą deterministyczną, w której przyjęto jednolite średnie wartości parametrów.

4

Centrifuge modelling of spoil slopes within pit-lake mine reclamations

Cui Ge, Garala Thejesh Kumar, Kantesaria Naman, Halder Koushik, Doan Nhat-Phi, Heron Charles M., Marshall Alec M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 3

23--28

EN

Pit lakes are a common form of reclamation of areas where open pit mining activities have taken place. The development of these lakes often uses previous overburden materials, or “spoils”, that are readily available. Depending on the local geology, these spoil materials can contain large proportions of high-plasticity clays, which poses challenges in terms of the analysis and design of the sloped banks constructed to form new lakes. This paper describes a study in which geotechnical centrifuge modelling was used to investigate the stability and performance, in terms of accumulated displacements over cycles of lowering and raising the lake water elevation, of slopes constructed with a high-plasticity clay. A “replica-spoil” material was used in the tests to replicate key characteristics of spoil materials from known spoil heaps in Europe. The paper describes the centrifuge models and testing procedure developed for the tests, as well as the challenges encountered with the use of the high-plasticity clay. Two slope angles were tested: a 15° slope to match the typical slopes at a known field site, and a steeper 24° slope. Pore pressures within the slope were measured over several cycles of lake water elevation change. Slope displacements were measured using local transducers placed at the slope crest and toe, as well as using a PIV image analysis technique. The slopes were shown to experience plastic deformations, with displacements accumulating over subsequent cycles of lake water level change. The 24° slope developed slightly larger accumulated displacements than the 15° slope, though neither slope showed signs of ultimate collapse. Results from the centrifuge tests provide invaluable data which can be used for the verification of numerical models considering similar stability scenarios.

PL

Zbiorniki wodne są powszechną formą rekultywacji terenów, na których prowadzono wydobycie metodą odkrywkową. Do ich budowy często wykorzystuje się wcześniejsze materiały nadkładowe, czyli materiał zwałowy, który jest łatwo dostępny. W zależności od lokalnej geologii, materiał ten może zawierać duże ilości iłów o wysokiej plastyczności, co stanowi wyzwanie w zakresie analizy i projektowania nachylonych brzegów budowanych w celu utworzenia nowych zbiorników. W niniejszej pracy opisano badania, w których wykorzystano modelowanie w wirówce geotechnicznej do zbadania stabilności i zachowania, pod względem skumulowanych przemieszczeń w cyklach obniżania i podwyższania poziomu wody w zbiorniku, zboczy zbudowanych z iłów o wysokiej plastyczności. Aby odtworzyć kluczowe cechy materiałów zwałowych ze znanych hałd w Europie, w badaniach użyto materiału równoważnego. W artykule opisano modele wirówkowe i procedurę badawczą opracowaną na potrzeby badań, jak również wyzwania napotkane przy stosowaniu iłów o wysokiej plastyczności. Testowano dwa kąty nachylenia zbocza: 15°, aby pasowało do typowych zboczy w znanym miejscu w terenie, oraz bardziej strome nachylenie 24°. Ciśnienia porowe w obrębie zboczy były mierzone przez kilka cykli zmian poziomu wody w zbiorniku. Przemieszczenia zbocza były mierzone przy użyciu lokalnych przetworników umieszczonych na szczycie i u podnóża zbocza, jak również przy użyciu techniki analizy obrazów PIV. Wykazano, że zbocza ulegają deformacjom plastycznym, a przemieszczenia kumulują się w kolejnych cyklach zmian poziomu wody w zbiorniku. Zbocze o nachyleniu 24° rozwinęło nieco większe skumulowane przemieszczenia niż to o nachyleniu 15°, jednak żadne ze nich nie wykazywało oznak ostatecznego zawalenia. Wyniki badań wirówkowych dostarczają bezcennych danych, które mogą być wykorzystane do weryfikacji modeli numerycznych uwzględniających podobne scenariusze stateczności.

5

Do Changes of Rainfall Trends Affect Choice of Drainage Systems?

Kubiszyn Katarzyna, Łochańska Dorota

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2022

|

Vol. 32, no. 4

389--409

EN

Precipitation is one of the main factors causing surface, linear and landslide erosion. Their influence on erosion processes is determined by such parameters as: precipitation frequency, amount, duration and intensity. These features affect the rate of infiltration and the intensity of surface runoff, and thus the occurrence, course and effectiveness of erosion processes [2, 3, 4]. The aim of research was to analyse the 40-years of rainfall measurements data from the Lubuskie Voivodeship and inspect whether occurring of heavy rains are random events or maybe indicate some long period trends. To analysis was used non-parametrical Mann Kendall test and correlation test. What is more the authors’ prepared a path of selecting the optimal dewatering system, where would be taken into consideration ground stability and changes in the rainfall trends. For this purpose, the paper contain short overview existing dewatering systems which are used to reducing risk of landslides.

6

Wpływ wybranych warunków atmosferycznych na stateczność zboczy wyrobisk poeksploatacyjnych kopalń węgla brunatnego wypełnianych wodą

Bajcar Adam

Górnictwo Odkrywkowe

|

2021

|

R. 62, nr 2

12--14

PL

W artykule opisano wybrane czynniki atmosferyczne mogące mieć wpływ na stateczność zboczy końcowych wyrobisk poeksploatacyjnych węgla brunatnego podczas wypełniania ich wodą. Scharakteryzowano czynniki takie jak falowanie, wpływ pokrywy lodowej oraz wiatr.

EN

The article describes selected atmospheric factors that may affect the stability of the end slopes of lignite post mining pits during their filling with water. The main factors such as waves, the influence of the ice cover and the wind were characterized.

7

Obliczenia zrównoważonego naturalnego i sztucznego spowolnienia osuwiska z uwzględnieniem efektu przestrzennego

Velikiy Denis, Slobodyanyuk Vladimir, Dmitriev Seregy, Osadchiy Vladimir

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2020

|

nr 4

161--166

PL

Problemy stateczności zboczy oraz rozwoju procesów osuwiskowych stanowiące istotne zagrożenie dla ludności oraz istniejących budynków i konstrukcji. Różnice stwierdzone w obliczonych wartościach współczynników stateczności według sformułowaniach płaskich i przestrzennych. Konieczność uwzględnienia wpływu warunków topograficznych całego zbocza w obliczeniach jego stateczności według schematów płaskich w wyznaczonych przekrojach.

EN

Problems of stability of soil slopes and the development of landslide processes posing a significant danger to the population and existing buildings and structures. Differences noted in the calculated values of the stability coefficients in the flat and spatial formulations. The necessity of taking into account the influence of the topographic conditions of the entire slope in calculations carried out according to flat schemes within the designated sections.

8

Analiza stateczności i stabilizacji zbocza osuwiskowego na trasie linii kolejowej w Świnnej Porębie

Zabuski Lesław, Przewłócki Jarosław

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2019

|

nr 3

136--142

PL

Wyniki obliczeń stateczności zbocza na odcinku obejmującym trzy osuwiska trasy linii kolejowej, w rejonie zbiornika wodnego w Świnnej Porębie na rzece Skawie. Obliczenia wykonane w układzie płaskim programem FLAC2D opartym na metodzie różnic skończonych. Analiza kilku metod zabezpieczenia zbocza i ocena ich skuteczności.

EN

The results of calculations of slope stability on the section covering three landslides of the railway line, near the water reservoir in Świnna Poręba on the Skawa river. The computations performed in a plane state using the FLAC2D software based on the finite difference method. Analysis of several methods for stabilizing the slope and assessment of their effectiveness.

9

A 2D/3D method of the groundwater flow and stability analysis of a slope with dewatering wells

Urbański A., Podleś K.

Technical Transactions

|

2018

|

Vol. 115, iss. 12

95--106

EN

This paper presents an approximate method for a groundwater flow analysis in the case of a slope with vertical dewatering wells distributed equidistantly. Firstly, a multi-scale problem of flow to a drainage well is solved and flow model to a perforated tube with a filter screen is shown. Secondly, a method of building quasi-3D flow model of a slope with vertical dewatering wells using a technique of overlapped 2D mesh is shown. A short description of the implementation of this 2D/3D flow model for the ZSoil.PC code is given. The results of the described 2D/3D method are compared with a referential 3D analysis giving an acceptable level of agreement. Finally, the 2D/3D method of flow analysis is used in a two-phase (flow + deformation) formulation of a slope stability problem. The comparison of the results of these analyses with fully 3D (referential) analysis, on an example problem provides a very close accurate stability and deformation estimation; however, the computational time used for the 2D/3D analysis is significantly shorter than required by 3D analysis.

PL

Przedstawiono przybliżoną metodę analizy przepływu wód gruntowych dla przypadku zbocza ze studniami odwadniającymi rozmieszczonymi w równych odstępach. Na wstępie rozwiązano wieloskalowe zagadnienie przepływu do studni odwadniającej i zaprezentowano sposób budowy zhomogenizowanego modelu filtracji do filtra. Następnie zaprezentowano sposób budowy quasi-3D modelu filtracji w zboczu z pionowymi studniami odwadniającymi z wykorzystaniem techniki nakładających się siatek 2D. Podano krótki opis implementacji modelu filtracji 2D/3D w programie ZSoil.PC. Wyniki opisanej metody 2D/3D porównano z referencyjnym modelem 3D dając akceptowalną zgodność. Na końcu zastosowano metodę analizy przepływu 2D/3D do zagadnień dwufazowych (przepływ + deformacja) dla problemu stateczności zbocza. Porównanie wyników z referencyjną pełną analizą 3D, dla przykładowego problemu daje bardzo dobrą ocenę stateczności i deformacji, ale czas obliczeniowy używany do analizy 2D/3D jest znacznie krótszy.

10

Nowoczesne metody monitoringu geotechnicznego w polskich odkrywkowych kopalniach węgla brunatnego

Bednarczyk Z.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2018

|

Vol. 27, No. 2

152--166

PL

W artykule przedstawiono badania w ramach unijnego projektu Euracoal SLOPES, który jest realizowany przez partnerów z sześciu krajów europejskich. Koordynatorem projektu jest Centrum Geomechaniki Uniwersytetu Nottingham (UK). Badania geotechniczne wykonywane w Polsce na zachodnim zboczu tzw. Pola Bełchatów Kopalni Węgla Brunatnego Bełchatów obejmowały zaawansowany system on-line monitoringu inklinometrycznego i piezometrycznego o głębokości 100 m. Uzupełniały go naziemny skaning laserowy, skanowanie dronem w technice LiDAR i badania laboratoryjne. Uzyskane wyniki wykorzystano w modelowaniu numerycznym stateczności zbocza. Powinno to umożliwić na lepsze przewidywanie zagrożeń osuwiskowych oraz przetestowanie nowych metod badań.

EN

The article presents research carried out within the framework of the European Union project Euracoal SLOPES. The project is conducted by the partners from six European countries and coordinated by the Geomechanics Center of Nottingham University. Geotechnical research performed in Poland, on the western slope of the Bełchatów Lignite Mine so-called Bełchatów Field included an advanced on-line system of inclinometer and piezometer monitoring of 100 m depth. It was supplemented by ground based laser scanning, LiDAR scanning with the usage of drone and laboratory tests. The results obtained were used for numerical modeling of the slope stability. This should allow for a better prediction of landslide risks and the testing of new research methods.

11

Odwzorowanie anizotropii wytrzymałościowej koluwiów zwietrzelinowych w numerycznej analizie stateczności zbocza na Pogórzu Karpackim

Kaczmarek Ł., Dobak P., Kasprzak A., Popielski P.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2018

|

nr 3

170--174

PL

Porównanie dwóch sposobów implementacji anizotropii parametrów wytrzymałościowych ilastych gruntów koluwialno-zwietrzelinowych w modelowaniu uwarunkowań stateczności przykładowego zbocza. Numeryczne modelowanie w nawiązaniu do warunków geologiczno-inżynierskich wzgórza Chełm na granicy Przedgórza oraz Zapadliska Przedkarpackiego. Odwzorowanie anizotropii cech gruntów w obliczeniach MES z zastosowaniem elementów typu interface oraz alternatywnie modelu konstytutywnego jointed rock. Wyniki obliczeń w modelu jointed rock jako wartość wskaźnika stateczności (SF) ok. 20% mniejsza niż w przypadku stosowania elementów typu interface.

EN

Comparison of two implementation methods of the strength parameters anisotropy of clayey soil - weathered colluvium in the modeling of the stability conditions of the exemplary slope. Numerical modeling in reference to the engineering-geological conditions of the Chełm hill at the Carpathian overthrust border. Modelling anisotropy of soil features in FEM calculations, using interface elements and alternatively jointed rock constitutive model. The calculations result of the jointed rock model: the value of safety factor (SF) about 20% lower than in the case of using interface elements.

12

Badania właściwości geotechnicznych pokryw stokowych dolin potoków Jamne i Jaszcze w Gorcach

Zydroń T., Gruchot A., Demczuk P., Bucała-Hrabia A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2018

|

Vol. 19, nr 1

44--52

PL

W pracy przedstawione zostały wyniki badań parametrów geotechnicznych gruntów stanowiących pokrywy stokowe dwóch dolin potoków górskich w Gorcach w aspekcie oceny ich podatności osuwiskowej. Badania terenowe obejmowały określenie podstawowych właściwości fizycznych gruntów na kilku stanowiskach zlokalizowanych na zboczach obydwu dolin. Natomiast badania laboratoryjne obejmowały oznaczenie składu uziarnienia, granic konsystencji, współczynnika filtracji oraz wytrzymałości na ścinanie w aparacie bezpośredniego ścinania próbek zawodnionych oraz w aparacie trójosiowego ściskania metodą CIU. Wyniki badań wykazały, że badane grunty można określić jako utwory gruboziarniste z nieznaczną zawartością frakcji ilastej, charakteryzujące się niską plastycznością. Wartości kąta tarcia wewnętrznego większości badanych gruntów były wysokie i wahały się w zakresie od 28 do 38° , a spójności od 0 do 7 kPa. Generalnie większe wartości kąta tarcia wewnętrznego, a mniejsze spójności uzyskano z badań w aparacie trójosiowego ściskania. Współczynniki infiltracji z badań terenowych pozwalają scharakteryzować badane utwory jako średnio-przepuszczalne. Obliczenia stateczności wykonane z wykorzystaniem modelu SINMAP wykazały, że znaczna część analizowanego obszaru jest narażona na ruchy masowe, co daje bardziej konserwatywną oceną podatności osuwiskowej niż podają wyniki opracowane w programie SOPO. Z kolei probabilistyczna ocena stateczności wskazuje, że prawdopodobieństwo utraty stateczności wzrasta na zboczach o nachyleniu przekraczającym 20°, a uzyskane wyniki obliczeń pozwalają uzyskać bardziej szczegółowy obraz podatności rozpatrywanego obszaru na ruchy masowe niż uzyskano stosując model SINMAP.

EN

Test results of geotechnical parameters of slope covers from valleys of two mountainous streams from Gorce Mts. are presented in the paper. The tests were carried out in the context of estimation of slope stability of analyzed watersheds. Field studies included determination of basic soil physical properties at several sites within studied area, laboratory tests involved determination of particle size distribution, consistency limits, permeability coefficients and shear strengths, which were carried out at direct shear box and CIU tests in triaxial apparatus. Test results revealed that tested slope covers can be described as coarse-grained soils with low content clay fraction, characterized by low plasticity. The values of the internal friction angle of the average bad land were high and ranged from 28 to 38 degrees, whereas cohesion varied from 0 to 7 kPa. Generally higher values of angle of internal friction and lower cohesion were obtained from triaxial tests. Values of permeability coefficients determined using infiltration method allow to characterize tested soils as a semi-permeable medium. Stability calculations using the SINMAP model have shown that a significant part of the analyzed area is prone to mass movements, giving a more conservative assessment of landslide vulnerability than results of the SOPO report. The likelihood of slope failure increases significantly on slopes of inclination exceeding 20 degrees, and the results of the calculations obtained the method provide a more detailed information of the mass movements susceptibility of the area than were obtained using the SINMAP model.

13

A slope stability analysis of an open-pit mine to evaluate its suitability as a site for the intersection of the S-7 and S-52 expressways

Szwarkowski D., Zięba J.

Technical Transactions

|

2017

|

Vol. 11(114)

211--220

EN

This paper presents a comprehensive approach to the numerical modelling of the geotechnical issues related to the stability of the slopes of a former open-pit mine. The mine is located within short distance of the planned S-7 expressway route and the northern bypass of Krakow; therefore, there is a need of opinion as the project might have a significant impact on the surrounding area including structures planned nearby, as well as stability of slopes of former open-pit mine. The finite element method (FEM) was applied to the numerical analysis with the specific aim of assessing the risk of the movement of soil mass as far as the slopes of the Zesławice open-pit mine are concerned [4]. Field work and numerical analysis were conducted in reference to land reclamation plans of former Miocene clay mine located in the Carpathian Foredeep. The numerical modelling includes zoning plans. The numerical modelling was conducted with a terrestrial laser scanner application [12]. In addition, spatial distribution and the identification of the parameters of the subsoil layers was performed. A numerical soil model, based on Mohr–Coulomb theory, was also taken into consideration. shear reduction method (SRM) was applied to determine the slope stability; the areas at risk of mass movement were then identified on the basis of the slope stability ratio.

PL

W artykule przedstawiono kompleksowe podejście do modelowania numerycznego zagadnień geotechnicznych, które dotyczą stateczności skarp dawnej kopalni odkrywkowej. Kopalnia zlokalizowana jest w pewnej odległości od planowanego przebiegu trasy S-7 i północnej obwodnicy Krakowa, konieczne jest zatem przeanalizowanie, czy projekt może mieć znaczący wpływ na otaczający obszar, planowane i istniejące obiekty budowlane oraz stateczność stoków byłej kopalni odkrywkowej. Metoda elementów skończonych (MES) została zastosowana do analizy numerycznej, przede wszystkim w celu dokonania oceny ryzyka ruchów masowych gruntów stoków nieczynnej kopalni odkrywkowej. Prace terenowe i analizy numeryczne zostały przeprowadzone w odniesieniu do planów rekultywacji obszaru kopalni odkrywkowej iłów mioceńskich zapadliska przedkarpackiego. Modelowanie numeryczne uwzględniło planowany obszar. Jest on wyznaczony na podstawie naziemnego skanera laserowego. Wykonany został również przestrzenny rozkład i identyfikacja parametrów warstw gruntów. Model numeryczny gruntu, bazujący na teorii Coulomba–Mohra, został również uwzględniony w analizie. Metoda redukcji wytrzymałości gruntu na ścinanie (SRM) została zastosowana w celu określenia stateczności skarp. Obszary zagrożone ruchami masowymi zidentyfikowano na podstawie współczynnika stateczności.

14

Wpływ systemu korzeniowego topoli czarnej i robinii akacjowej na wytrzymałość na ścinanie gruntów

Zydroń T., Bienias B., Gruchot A. T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2016

|

Tom 18, cz. 1

772--799

PL

Celem pracy było określenie wartości spójności pozornej gruntów (przyrostu wytrzymałości gruntu na ścinanie) związanej z obecnością w profilu systemów korzeniowych topoli czarnej (Populus nigra) oraz robinii akacjowej (Robinia pseudoacacia L.). Badania przeprowadzono dla drzew po 5 latach od ich zasadzenia. W ramach prac badawczych przeprowadzone zostały pomiary powierzchni względnej korzeni, wykonano badania wytrzymałości na rozciąganie korzeni, określono podstawowe właściwości fizyczne i mechaniczne gruntów występujących w pobliżu roślin, a w dalszej części pracy przeprowadzono obliczenia spójności pozornej z wykorzystaniem modelu Wu-Waldrona i modelu wiązkowego oraz przeprowadzono obliczenia stateczności celem wykazania pozytywnego wpływu korzeni badanych gatunków drzew na stateczność skarp. Ogólnie stwierdzono, że badane drzewa charakteryzują się dużym zróżnicowaniem powierzchni względnej systemu korzeniowego, co było zwłaszcza widoczne w przypadku topoli czarnej. Wartości średniej powierzchni względnej korzeni (Ar/A) w całym profilu wyniosły 0,045% w przypadku topoli czarnej i 0,03% dla robinii akacjowej, przy czym analiza statystyczna wykonana przy poziomie istotności 0,01 nie potwierdziła istotności różnic tego parametru pomiędzy obydwoma gatunkami drzew. Wyróżniono dwie strefy zwiększonej gęstości systemu korzeniowego badanych gatunków. Pierwsza z nich występowała przy powierzchni terenu, ograniczonej do głębokości około 0,25 m ppt, natomiast druga strefa na głębokości 0,65 m ppt i była związana z obecnością gruntu o dużej wilgotności. Badania oporu penetracji gruntu w pobliżu pni topoli czarnej i robinii akacjowej wykazały, że wraz z odległością od drzewa opór ten wzrasta. Uzyskana zależność jest odmienna od podawanej w literaturze. Wyniki obliczeń spójności pozornej wykazały, że charakter zmian wartości spójności pozornej był taki sam jak w przypadku zmian powierzchni względnej korzeni. Spójność pozorna zmniejszyła się wraz ze wzrostem głębokości do 0,55 m ppt, a na głębokości 0,65 m ppt był widoczny przyrost jej wartości. Średnia wartość spójności pozornej dla korzeni topoli czarnej wyniosła 4,5 kPa, a dla robinii akacjowej była prawie dwukrotnie większa i wyniosła 8,7 kPa. Wyniki analizy statystycznej na poziomie istotności 0,01 nie wykazały jednak istotnych różnic wartości spójności pozornej pomiędzy obydwoma gatunkami drzew. Porównując wyniki obliczeń spójności pozornej uzyskanych z zastosowaniem obu modeli obliczeniowych stwierdzono, że model Wu-Waldrona daje wyraźnie większe wartości spójności pozornej niż model wiązkowy. Stosunek spójności pozornej z obliczeń obydwoma modelami był tym większy im więcej korzeni występowało w rozpatrywanej części profilu gruntowego. Obliczenia stateczności wykazały, że obecność drzew na skarpie wykopu pozytywnie wpływa na poprawę warunków jej stateczności. Średnie wartości współczynnika bezpieczeństwa dla zbocza pokrytego roślinnością były od 6,5 do 12,8% większe niż dla zbocza bez roślinności. Z kolei wartości współczynnika bezpieczeństwa skarpy są ponad dwukrotnie większe dla skarpy zadrzewionej. Obliczenia nie wykazują wyraźnej różnicy pomiędzy gatunkami obydwu drzew.

EN

Determination of lateral root- cohesion of black poplar (Populus nigra L.) and black locust (Robinia pseudoaccacia L.) root systems derived from 5 years-old plantation was the aim of the paper. In the framework of the research were carried out measurements of root area ratio using profile wall trench technique, penetration resistance tests near trees. In the framework of laboratory tests were done tensile strength tests of the roots of both species and were determined basic geotechnical properties of soils from vicinity of analyzed plants. In the next part of research were calculated values of root- cohesion using Wu-Waldron and Fiber Bundle Models, as well as were performed slope stability calculations in order to demonstrate positive influence of root-cohesion on factor of safety. The measurements of root systems revealed that the plants are characterized by a large variation of root area ratio. Mean value of root area ration of black poplar and black locust were equal 0.045 and 0.03% respectively, however statistical analysis did not confirmed the significance of differences of this parameter between the analyzed species. The biggest values of root area ratio were determined in the superficial layer of soil profile limited to depth of 0.3 m below the terrain surface, but relatively high values of root area ratio were also determined at a depth of 0.65-0.75 m below ground level and were one associated with an increase of soil moisture content. Penetration tests of the soil near the tree trunks of black poplar and black locust showed that increase of distance from the tree caused increase of penetration resistance. These results are in contrast to the penetration results reported in the literature.Calculations of root-cohesion showed that the nature of changes in thevalue of this parameter is the same as in the case of root area ratio values. The values of root-cohesion are decreasing with increase to depth up to 0.55 m below the surface and at depth 0.65-0.75 m below the surface is visible the increase in the value of root cohesion. The mean value of root-cohesion of black poplar was 4.5 kPa, whereas in the case of black locust was almost twice higher (8.7 kPa). The results of the statistical analysis did not show a significant difference in the root-cohesion of the analyzed plant species. Comparison of rootcohesion value calculations obtained using both models revealed that model Wu-Waldron gives a significantly higher value of cohesion than the model bundle, and the difference of calculation results of both methods is the greater the more the roots occurs in the soil profile. Probabilistic stability calculations carried out for the hypothetical slope showed that the presence of vegetation on the slope improves its stability. The average value of the safety factor on the slopes covered with two analyzed species plant was 6.5-12.8% higher than in case of non-vegetated slope. Values of reliability indexes obtained for vegetated slope were more than twice higher than for slope without vegetation. Calculations results didn't showed significant difference in the impact of the two species on slope stability.

15

Wpływ wskaźnika pokrycia liściowego (LAI) na stateczność zboczy

Zydroń T., Demczuk P., Gruchot A., Siłuch M., Klimek M.

Inżynieria Ekologiczna

|

2016

|

Nr 49

81--90

PL

Celem pracy było określenie wpływu wartości wskaźnika pokrycia liściowego (LAI) na wyniki obliczeń stateczności stoku osuwiskowego położonego we wschodniej części Pogórza Wiśnickiego w miejscowości Gwoździec. Obliczenia zostały przeprowadzone w modułach VADOSE/W i SLOPE/W programu GeoStudio 2012 i polegały na integracji obliczeń infiltracji wody opadowej z obliczeniami stateczności. W efekcie obliczeń określono warunki opadowe (długość trwania i sumę opadu) powodujące naruszenie stateczności zbocza (tzw. opad progowy). Wyniki obliczeń wykazały, że wartości LAI z zakresu 1–3, odpowiadające roślinności trawiastej, sprzyjają w dłuższej perspektywie czasu gromadzeniu się wody gruncie, co ogranicza jego zdolność retencji w momencie wystąpienia intensywnych opadów. Z kolei pokrycie terenu, tożsame z wartością LAI=5 odpowiadającymi drzewom, powoduje zwiększenie zdolności retencyjnej gruntów, co wpływa na opóźnienie reakcji gruntu na opady (utratę stateczności zboczy) w stosunku do terenu pokrytego roślinnością trawiastą. Stwierdzono również, że warunki wilgotnościowe panujące w zboczu przed rozpoczęciem intensywnych opadów mają znaczący wpływ na wielkość opadu progowego i w przypadku analizowanego zbocza wyniosły one od 90 mm dla okresu mokrego do ponad 700 mm dla okresu suchego.

EN

Determination of effect of the leaf area ratio on the results of slope stability calculation of one of the landslide prone slope located in the Pogórze Wiśnickie was presented in the paper. The calculations were carried out in modules Vadose/W and SLOPE/W of package GeoStudio 2012. The calculations involved the integration of rainfall infiltration process and slope stability calculations. As a result, the calculations allow to determinate precipitation conditions (time and accumulated precipitation height) causing slope failure (i.e. rainfall threshold). The calculation results showed significant impact of LAI on the results of modeling. It was revealed, that LAI values in range 1–3, corresponding to the grass vegetation, contribute in long-term to accumulation of precipitation within slope, which limits its retention ability when intense rainfalls occur. In turn, the leaf are index LAI = 5, corresponding to the coverage of trees, increase the retentive capacity of the soil, which resulting in delayed response of slope on rainfall with in comparison to an area covered with grass plants. It was also found significant impact of moisture content conditions on rainfall threshold. It was revealed that in case of analyzed slope threshold rainfall can be comprised from 90 mm to over 700 mm.

16

Analiza przyczyn powstania oraz likwidacja osuwiska w starym nasypie drogowym

Gajewski K., Nitecki T., Filipiak J.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2015

|

nr 3

484--489

PL

Warunki geotechniczne podłoża oraz korpusu starego nasypu drogowego. Powstania osuwiska na skutek wzrostu natężenia ruchu kołowego. Wyniki analizy numerycznej stateczności nasypu oraz trzy koncepcje naprawy stanu awaryjnego. Pomyślna realizacja jednej z koncepcji naprawy stanu awaryjnego.

EN

Geotechnical properties of substratum and old road embankment body. Occurrence of the landslide caused by the increase of traffic. Results of numerical stability analysis and three ways of failure state improvement. Successful completion of one of the ways of failure state improvement.

17

Slope failure caused by an incorrectly selected reinforcement

Parylak K., Zięba Z., Witek K.

Architecture Civil Engineering Environment

|

2015

|

Vol. 8, no. 4

45--51

EN

The application of geosynthetics in hydrotechnical engineering requires an appropriate selection with respect to soil properties and operational conditions of the structures. The paper presents the case of the slope failure of a deep drainage channel caused by the geotextile clogging phenomenon resulting from selecting an inappropriate material with respect to soil parameters. Due to rapid changes of water level in the channel, which will occur during operation, it was required to protect the slope from periodically occurring seepage forces. The slope reinforcement was performed by placing the draining gravel layer between geotextile on the cohesive soil. On the top the openwork concrete plates were laid. Despite the reinforcement, during intense rainfall even before the channel was filled, a long section of the slope slid down and destroyed the ecological reinforcement of channel bottom. In the paper this phenomenon was explained by the analysis of slope equilibrium conditions, along with the laboratory tests of water permeability and the clogging process of the applied geotextile.

PL

Zastosowanie geosyntetyków w budownictwie wodnym wymaga odpowiedniego ich doboru w stosunku do cech gruntów i warunków eksploatacyjnych budowli. W pracy przedstawiono przypadek osuwiska skarpy głębokiego kanału odwadniającego spowodowany zakolmatowaniem geowłókniny na skutek złego jej doboru w odniesieniu do parametrów gruntów. Gwałtowne zmiany stanów napełnienia kanału, jakie będą występować w czasie eksploatacji, wymagały ubezpieczenia dolnej strefy skarpy przed powstającym okresowo nadciśnieniem spływowym. W tym celu wykonano umocnienie poprzez ułożenie na gruncie spoistym warstwy żwiru osłoniętej od góry i od strony dna kanału geowłókniną. Na niej ułożono ażurowe betonowe płyty, których otwory miały odprowadzać spływającą po napełnieniu wodę. Pomimo wykonanego umocnienia, w czasie intensywnego opadu deszczu, jeszcze przed napełnieniem kanału, skarpa na dużej długości zsunęła się niszcząc ekologiczne umocnienia dna kanału. Zaistniałe zjawisko zostało wyjaśnione poprzez analizę warunków równowagi skarpy oraz laboratoryjne badania wodoprzepuszczalności i procesu kolmatacji zastosowanej geowłókniny.

18

Wpływ wilgotności i zagęszczenia na wytrzymałość na ścinanie popioło-żużli i stateczność budowanych z nich nasypów

Zydroń T., Gruchot A. T.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2014

|

Tom 16, cz. 1

498--518

EN

Coal combustion in the heat and power plants causes producing of smoke-box ash, which is generally called fly ash (furnance ash) and ash-slag, which is the result of mixing ash and slag during hydro transport to the landfill. These materials, despite many ways of usage, are still deposited, being a threat to the natural environment. Therefore in order to limit the negative influence of this waste on the environment there are attempts to use them in different fields of industry, for example to produce building materials, hydraulic binding agents, concrete additions or in earthworks for building embankments. However, furnance waste is characterized by a significant diversity of physical and mechanical properties, depending on the coal type, combustion technology, way of transport and depositing, therefore it requires individual evaluation of its geotechnical parameters. Usage of these materials for earthworks means obtaining a proper stability of the construction or its low deformability as a result of loading. Stability of earth constructions depends mainly on the material’s shear strength.

19

Ocena geotechniczna stopnia aktywności osuwiska „Stok pod Baranem" w sąsiedztwie obszaru górniczego Kopalni Soli Wieliczka

Baran P., Kozielska-Sroka E., Krzyk P., Augustyn P.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 4

106--113

PL

Przedmiotem artykułu jest ocena geotechniczna stopnia aktywności osuwiska „Stok pod Baranem" zlokalizowanego w rejonie obszaru górniczego Kopalni Soli Wieliczka. Obszar „Stoku pod Baranem" jest osuwiskiem skalno-zwietrzelinowym. W artykule przedstawiono wyniki badań terenowych i laboratoryjnych parametrów fizycznych i mechanicznych w powierzchniowych warstwach utworów czwartorzędowych tworzących zbocze. Pozwoliły one na wyznaczenie granicznych wartości parametrów geotechnicznych, mających wpływ na warunki stateczności stoku oraz ocenę aktywności przebiegających tam procesów denudacyjnych. Głównym powodem uruchamiania się zjawisk osuwiskowych na tym terenie jest woda opadowa, która powoduje uplastycznienie gruntów i obniżenie parametrów wytrzymałości na ścinanie. W wyniku przeprowadzonej analizy współczynnika stateczności ustalono, iż zmiana wilgotności gruntów budujących zbocze o około 5% skutkować będzie zmniejszeniem się spójności w stopniu mogącym spowodować uruchomienie procesów osuwiskowych.

EN

The aim of this paper is to assess activity degree of the "Stok pod Baranem" landslide located in the Wieliczka Salt Mine mining region. The investigated area is a rock-saprolitic landslide. Results of field and laboratory tests of physical and mechanical properties of subsurface landslide quaternary soils have been presented in this paper. The results allowed to estimate the limit values of geotechnical properties as well as the activity of denudation processes. The main reason for sliding activities in this region is a rainfall which that causes plasticity and reduction of shear strength parameters in soils. On the basis of the analysis of stability factor, it was found that the increase in moisture content of soils building the slope by about 5% will result in a decrease in cohesion, big enough to cause the landslide processes.

20

Warunki rozprzestrzeniania się osuwiska zagrażającego budynkowi mieszkalnemu

Mazurek J., Cała M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 2

433-440

PL

Wiosną 2010 r. po okresie obfitych opadów deszczu, w terenie o kącie nachylenia około 140 dotychczas stabilnym i bezpiecznym powstało osuwisko. W artykule zamieszczono opis powstałego osuwiska, wyniki wierceń i sondowań, badań własności gruntów oraz wyniki analiz stateczności. Określono warunki w jakich osuwisko powstałe pomiędzy dwoma innymi, nieczynnymi do wiosny 2010 r., może się rozprzestrzeniać stwarzając zagrożenie dla domu mieszkalnego.

EN

In spring of 2010, landslide occurred due to unusual rain falls. It happened on the terrain of inclination of 14 degrees, stable and safe before. This paper presents the description of landslide, results of drills and probe testing, investigations of soil properties and slope stability analysis. The landslide occurred between two others - stable till spring 2010. The conditions of landslide expansion affecting habitable house were also formulated.