Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comparison of the effects of anthropogenic seismic events and natural earthquakes on buried infrastructure network components

Rusek Janusz, Słowik Leszek, Tajduś Krzysztof

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 6

art. no. e147347

EN

Mining tremors may have an impact on the safety risk of steel pipelines through their effects. It is therefore important to quantify the impact of a high-energy mining tremor in terms of strength. In addition, a comparison of the results obtained with the effect of a seismic tremor can illustrate the scale of such a hazard. Recently, this has been a very frequently raised issue in the area of surface protection against negative mining impacts and the protection of post-mining areas. Ensuring safe use is particularly important for gas transmission elements. This paper presents the results of a comparative analysis of the impact of mining tremors and seismic impacts on a specimen steel pipeline segment. The analyzed pipeline is located in the eastern part of Poland in the area of paraseismic impacts of the LGCD (Legnica-Glogow Copper District) mine. For this purpose, an analytical approach was used to assess the impact of seismic wave propagation on underground linear infrastructure facilities. Accelerogram records for the 02-06-2023 seismic tremor from Turkey and the mining tremor for 11-25-2020 were used. In the case of the design of underground pipelines, the cross-section of the element for which measures describing wall stress and the ovalization of the cross-section are determined is usually considered. In the situation of the influence of seismic wave propagation or so-called permanent ground deformation, the response of the pipeline in the longitudinal direction is analyzed. As a final result, longitudinal strains transferred to the pipeline as a consequence of the propagating seismic wave and mining tremor were determined. The absolute difference between the deformations in the ground and along the length of the pipeline was determined. This type of analysis has not been carried out before and provides new insights into the topic of paraseismic impacts on the scale of their interaction with natural earthquakes. Mining tremor data was obtained from the mine’s seismological department. The seismic tremor data, on the other hand, was downloaded via the publicly available ESM (Engineering Strong- Motion Database).

2

Algorytmy wykrywania struktury sieci Bayesa z danych w ocenie ryzyka powstawania uszkodzeń budynków na terenach górniczych

Rusek Janusz, Chomacki Leszek, Słowik Leszek, Firek Karol

Materiały Budowlane

|

2022

|

nr 11

66--69

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań, które podjęto w celu utworzenia modelu do oceny ryzyka powstania uszkodzeń budynków poddanych wpływom statycznych i dynamicznych oddziaływań górniczych. Uzasadniono przyjętą metodykę na kanwie metod uczenia maszynowego (ML - Machine Learning). Omówiono specyfikę zagadnienia i na tej podstawie przedstawiono główne założenia stosowanego podejścia, a przede wszystkim metodykę pozwalającą na samoistne wyłanianie struktury sieci Bayesa z danych (BSL - Bayesian Structure Learning). Zaprezentowano rezultaty otrzymane w ramach badań w odniesieniu do wielokondygnacyjnych budynków prefabrykowanych oraz murowanych zlokalizowanych na terenie LGOM oraz GZW. W artykule wskazano również możliwość uniwersalnego stosowania przyjętej metodyki w przypadku predykcji ryzyka powstania uszkodzeń i diagnozowania przyczyn zaistniałych szkód.

EN

The article presents the results of research that was undertaken to create a model to assess the damage risk of buildings subjected to static and dynamic mining impacts. The justification of the adopted methodology on the basis of machine learning (ML) methods is given. The specificity of the problem was discussed and, on this basis, the main assumptions of the applied approach were presented, especially the methodology allowing for autonomous extraction of the Bayesian network structure from data (BSL - Bayesian Structure Learning). The results obtained in the research were presented in relation to multi-storey prefabricated and masonry buildings located in LGDC and USB mining terrain. The paper also indicates the possibility of universal application of the adopted methodology in the case of damage risk prediction and diagnosis of the causes of damage.

3

Ocena odporności dynamicznej stalowego mostu przenośnikowego poddanego oddziaływaniu wstrząsów górniczych

Rusek Janusz, Firek Karol, Słowik Leszek, Tajduś Krzysztof, Rataj Dagmara

Builder

|

2022

|

R.26, nr 4

24--26

PL

W ramach niniejszej pracy zaprezentowano wyniki stosowania autorskiej procedury oceny odporności dynamicznej na wpływ wstrząsów górniczych istniejącego mostu przenośnikowego o konstrukcji stalowej. Obiekt ten stanowi newralgiczny element zespołu obiektów przemysłowych kopalni. Podstawą do sformułowania kryteriów do oceny był wytężeniowy stan graniczny nośności STR podany przez Eurokody oraz instrukcję ITB dotyczącą zastosowania Eurokodów w celu ustalania wartości obciążeń na terenach górniczych. W ramach analiz dokonano również rozeznania intensywności w zakresie dotychczasowych zjawisk sejsmicznych w obszarze lokalizacji przedmiotowego obiektu. Pozwoliło to na przyjęcie krzywej wzorcowego spektrum odpowiedzi, które zastosowano w analizie dynamicznej. Finalnie utworzono prętowo-powłokowy model numeryczny obiektu, dla którego przeprowadzono symulacje od obciążeń przyjmowanych do wymiarowania konstrukcji na etapie projektowania. Tak uzyskane wyniki porównano z rezultatami od kombinacji wyjątkowej uwzględniającej wpływ wstrząsów górniczych. Porównanie to pozwoliło wyodrębnić zapas nośności, w ramach którego dopuszczono możliwość przeniesienia przez konstrukcję efektu wywołanego wstrząsem górniczym. Następnie dla wyodrębnionego zapasu nośności wykalibrowano wartości dopuszczalnych przyspieszeń drgań gruntu w płaszczyźnie poziomej i pionowej. W przedstawianej procedurze oceny tak wyznaczone wartości stanowią miarę odporności dynamicznej analizowanej konstrukcji na wpływy oddziaływań wstrząsów górniczych. W ramach pracy wskazano również, że opracowane podejście pozwala na ocenę wrażliwości poszczególnych elementów konstrukcyjnych na wymuszenie dynamiczne generowane wstrząsem górniczym. Ta dodatkowa informacja może być bardzo przydatna na etapie rozważania sposobu wzmacniania konstrukcji.

EN

This article presents the results of the author's procedure for evaluating the dynamic resistance to mining tremors of the existing steel-structure conveyor bridge. This object is a sensitive component of the mine's industrial plant complex. The basis for formulation of the assessment criteria was the STR ultimate limit state given by the Eurocodes and the ITB guidelines on implementation of Eurocodes for determination of load values in mining terrains. The analyses also included a recognition of the intensity of recent seismic events in the area of the object's location. This made it possible to adopt a curve of the standard response spectrum, which was used in the dynamic analysis. Finally, a bar-shell numerical model of the structure was created, for which simulations were performed with respect to loads adopted for dimensioning of the structure at the design stage. The results obtained in this way were compared with the results from the exceptional combination taking into account the influence of mining tremors. This comparison allowed to separate the load-bearing capacity reserve, within which the possibility of carrying by the structure the effect of mining tremors was permissible. Then the limit values of accelerations of ground vibrations in horizontal and vertical planes were calibrated for the extracted load-bearing capacity reserve. In the presented assessment procedure, the so determined values constitute a measure of dynamic resistance of the analyzed structure to the effects of mining tremors. The paper also indicates that the developed approach makes it possible to assess the sensitivity of individual structural members to the dynamic excitation generated by a mining tremor. This additional information can be very useful at the stage of considering the method of strengthening the structure.

4

Paraseismic resistance evaluation for existing steel conveyor bridge subjected to mining tremors

Rusek Janusz, Słowik Leszek, Rataj Dagmara

Archives of Mining Sciences

|

2022

|

Vol. 67, no. 4

603--630

EN

The paper presents the author’s approach to evaluating the dynamic resistance of existing building structures exposed to the action of paraseismic events. The idea of the approach was demonstrated in the example of an existing conveyor bridge, which is an important component of an industrial plant located in an area threatened by the occurrence of mining tremors. A scenario was analysed in which the object’s structure was not adapted to absorb additional dynamic effects. Therefore, it was necessary to determine the load-bearing capacity reserve within which the dynamic effects induced by a mining tremor could be allowed. As part of the analysis, criteria for selecting the authoritative section of the analysed object for further dynamic calculations were established and described in detail. As a result of the implemented evaluation procedure, the limiting values of the ground acceleration components were obtained, which are understood as the resistance of the analysed object in the context of carrying additional dynamic actions induced by a tremor. The determined resistance is included in the ultimate limit state STR framework, which sets the level of strength of particular structures’ components as a criterion. The limit values of the ground acceleration components were calibrated, taking into account other accompanying variable actions according to the Eurocodes guidelines. The study also justified using this approach and provides essential information about dynamic excitation’s most sensitive structural components. Such information can direct the process of retrofit or necessary strengthening of the structure when the evaluated resistance will exceed the intensity of existing or predicted seismic events in the area.

5

Diagnozy budynków wielkopłytowych posadowionych na terenach górniczych Śląska

Kawulok Marian, Konieczny Kazimierz, Słowik Leszek

Przegląd Budowlany

|

2021

|

R. 92, nr 5-6

26--39

PL

Przedmiotem referatu jest przedstawienie skutków górniczej deformacji powierzchni mogących powodować zagrożenie bezpieczeństwa konstrukcji budynków wielkopłytowych oraz warunków ich użytkowania. Opisano najczęściej ujawniające się w takich budynkach uszkodzenia i zalecenia odnośnie ich napraw.

EN

The subject of the paper is to present the effects of mining surface deformation that may pose a threat to the safety of the structure of large-panel buildings and the conditions of their use. The most common damage to such buildings and recommendations for their repair are described.

6

Analysis of steel industrial portal frame building subjected to loads resulting from land surface uplift following the closure of underground mines

Dudek Mateusz, Rusek Janusz, Tajduś Krzysztof, Słowik Leszek

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 3

283--298

EN

The liquidation of underground mines by the flooding leads to movements of the rock mass and land surface as a result of pressure changes in the flooded zones. The changes resulting from the rising water table caused by the changes in the stress and strain state, as well as the physical and mechanical properties of rock layers, can lead to damage to building structures and environmental changes, such as chemical pollution of the surface water. For this reason, the ability to predict the movements of rock masses generated as a result of mine closure by flooding serves a key function in relation to the protection of the land surface and buildings present thereon. This paper presents an analysis of a steel industrial portal-frame structure under loading generated by the liquidation of a mine by flooding. The authors obtained land surface uplift results for the liquidated mine and used them in a numerical simulation for the example building. Calculations were performed for different cases, and the results were compared to determine whether limit states may be exceeded. A comparison was made between the cases for the design state and for additional loading caused by the uplift of the subsurface layer of the rock mass.

PL

Likwidacja podziemnych kopalń przez zatapianie prowadzi do ruchów górotworu i powierzchni terenu w wyniku zmian ciśnienia w strefach zatapianych. Zmiany wynikające z podniesienia się zwierciadła wody podziemnej, spowodowane zmianami stanu naprężenia i odkształcenia oraz właściwości fizycznych i mechanicznych warstw skał mogą prowadzić do uszkodzeń powierzchniowych obiektów budowlanych oraz zmian środowiskowych, takich jak chemiczne zanieczyszczenie wód przypowierzchniowych. Z tego względu możliwość przewidywania ruchów górotworu powstających w wyniku likwidacji kopalń przez zatapianie pełni kluczową funkcję w odniesieniu do ochrony powierzchni terenu i znajdujących się na nim budynków. W artykule przedstawiono analizę przemysłowej stalowej hali magazynowej pod obciążeniem wynikającym z likwidacji kopalni w wyniku jej zatapiania. Autorzy uzyskali wyniki wypiętrzenia terenu zlikwidowanej kopalni i wykorzystali je w symulacji numerycznej przykładowego budynku. Obliczenia przeprowadzono dla różnych przypadków, a wyniki porównano w celu określenia, czy możliwe jest przekroczenie stanów granicznych. Dokonano porównania pomiędzy stanem projektowym i dla dodatkowego obciążenia spowodowanego wypiętrzeniem przypowierzchniowej warstwy gruntu.

7

Problemy związane z projektowaniem budynków jednorodzinnych podlegających wpływom górniczym, w świetle instrukcji ITB

Kawulok Marian, Słowik Leszek, Chomacki Leszek

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 2

45--49

PL

Prawidłowo zaprojektowany budynek na tereny objęte wpływami górniczymi wymaga, oprócz obciążeń ogólnych, zwanych powszechnie normowymi, uwzględnienia także oddziaływań górniczych, zarówno w obliczeniach, jak i przy konstruowaniu obiektu. Nakłady poniesione na wzmocnienie konstrukcji z tytułu przejmowania oddziaływań górniczych mogą być następnie rekompensowane przez przedsiębiorcę górniczego. W przypadkach łagodnych wpływów górniczych można je w obliczeniach pominąć, nie rezygnując jednak z odpowiedniego wzmocnienia konstrukcji. W artykule rozważane są sztywne budynki jednorodzinne o niedużych wymiarach w planie, wykonane z betonu lub drobnowymiarowych elementów murowych, względnie podobne budynki o innym przeznaczeniu. Zachodzi pytanie, jak należy podejść do konstruowania budynków jednorodzinnych, w projektowaniu których nie są wykonywane obliczenia wpływu oddziaływań górniczych, by jednocześnie zaprojektowane wzmocnienie zostało uznane za prawidłowe i możliwe do zrekompensowania przez przedsiębiorcę. W praktyce budynki jednorodzinne posadawiane na terenach objętych wpływami górniczymi w zdecydowanej większości projektuje się bez wykonywania obliczeń uwzględniających te wpływy, szczególnie w przypadkach, gdy są one niewielkie. W artykule przeanalizowano istniejące wymagania i wytyczne dotyczące projektowania obiektów na terenach górniczych, odnosząc je do budynków jednorodzinnych, by następnie poddać je ocenie pod kątem przysługującej rekompensaty za poniesione nakłady z tytułu zabezpieczenia obiektu na oddziaływania górnicze.

EN

A properly designed building for areas affected by mining requires, in addition to general loads, to take into account mining impacts, both in the calculations and in the construction of the object. Expenditures incurred for strengthening the structure due to taking over mining impacts may then be compensated by the mining entrepreneur. In cases of mild mining influences, they can be omitted in the calculations, without giving up the appropriate reinforcement of the structure. The paper considers rigid single-family buildings with small dimensions in the plan, made of concrete or small-sized masonry elements, or similar buildings for other purposes. The question arises as to how to approach the construction of single-family buildings, in the design of which no calculations of the impact of mining impacts are carried out, so that the designed reinforcement is considered correct and can be compensated by the entrepreneur. In practice, single-family buildings erected in areas affected by mining influence, in the vast majority, are designed without calculations taking into account these inflows, especially in cases where the inflows are small. The paper examines the existing requirements and guidelines for the design of objects in mining areas, referring them to single-family buildings, and then evaluates them in terms of the compensation for the expenses incurred for securing the facility for mining impacts.

8

Extracting structure of Bayesian network from data in predicting the damage of prefabricated reinforced concrete buildings in mining areas

Rusek Janusz, Firek Karol, Słowik Leszek

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 4

658--666

EN

This article presents the results of the research on the construction of a model for assessing the risk of damage to building structures located in mining areas. The research was based on the database on the structure, technical condition and mining impacts regarding 129 prefabricated reinforced concrete buildings erected in the industrialised large-block system, located in the mining area of the Legnica-Glogow Copper District (LGCD). The methodology of the Bayesian Belief Network (BBN) was used for the analysis. Using the score-based Bayesian structure learning approach (Hill-Climbing and Tabu-Search) as well as the selected optimisation criteria, 16 Bayesian network structures were induced. All models were subjected to quantitative and qualitative evaluation by verifying their features in the context of accuracy of prediction, generalisation of acquired knowledge and cause-effect relationships. This allowed to select the best network structure together with the corresponding optimisation criterion. The analysis of the results demonstrated that the Tabu-Search method adopting the optimisation criterion in the form of Locally Averaged Bayesian Dirichlet score (BDla) led to obtaining a model with the best features among all the selected models. The results justified the adoption of the BBN methodology as effective in the context of assessing the extent of damage to building structures in mining areas.

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących budowy modelu do oceny ryzyka powstawania uszkodzeń budynków usytuowanych na terenach górniczych. Podstawą do badań była baza danych nt. konstrukcji, stanu technicznego oraz wpływów górniczych dla 129 żelbetowych prefabrykowanych budynków wznoszonych w uprzemysłowionym systemie wielkoblokowym zlokalizowanych na terenie górniczym Legnicko-Głodowskiego Okręgu Miedziowego (LGOM). Do analiz zastosowano metodykę sieci przekonań Bayesa (BBN – Belief Bayesian Networks). Stosując podejście score-based Bayesian structure learning (Hill-Climbing oraz Tabu-Search) oraz wyselekcjonowane kryteria optymalizacyjne, wyłoniono 16 struktur sieci Bayesowskich. Wszystkie modele poddano ocenie ilościowej i jakościowej, weryfikując ich własności w kontekście trafności predykcji, generalizacji nabytej wiedzy oraz zależności przyczynowo-skutkowych. Pozwoliło to na wyselekcjonowanie najlepszej struktury sieci wraz z odpowiadającym kryterium optymalizacyjnym. Analiza wyników wykazała, że metoda Tabu-Search przy przyjęciu kryterium optymalizacyjnego w postaci Locally Averaged Bayesian Dirichlet score (BDla), prowadzi do uzyskania modelu o najlepszych własnościach spośród wszystkich wyłonionych modeli. Uzyskane rezultaty uzasadniają przyjęcie metodyki BBN, jako efektywnej w kontekście oceny zakresu uszkodzeń budynków na terenach górniczych.

9

Wpływ sztywności budynku na jego wychylenie w warunkach eksploatacji górniczej

Słowik Leszek, Pitas Michał

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 2

35--41

PL

Podziemna eksploatacja górnicza powoduje powstanie na powierzchni terenu niecki obniżeń, którą opisują wskaźniki deformacji terenu górniczego. Jednym ze wskaźników jest nachylenie profilu niecki górniczej T, które powoduje wychylenie obiektów budowlanych z pionu. Związane jest ono z uwarunkowaniami górniczo-geologicznymi, zmianami sztywności podłoża górniczego w warstwie przypowierzchniowej współpracującego z fundamentem budynku oraz czynnikami konstrukcyjnymi. W artykule omówiony został wpływ sztywności budynku o konstrukcji ścianowej na wychylenie jego ścian przy ukośnym usytuowaniu frontu robót górniczych względem osi podłużnej rzutu poziomego. Na bazie przeprowadzonych badań numerycznych modelu przestrzennego budynku poddanego obciążeniom programowym oraz wpływom wybranych wskaźników deformacji górniczych podane zostały wyniki, ich interpretacja oraz wnioski, które skorelowane zostały z obserwacjami zawartymi w innych, archiwalnych pracach Instytutu Techniki Budowlanej.

EN

Underground mining exploitation causes depression on the surface of the basin, which is described by the deformation indices of the mining area. One of the indicators is the inclination of the mining trough profile T, which causes the construction objects to be tilted from the vertical. It is connected with the mining and geological conditions, changes in the rigidity of the mining substrate in the surface layer co-operating with the foundation of the building and structural factors. This paper discusses the influence of stiffness of a building with a longwall structure on the deflection of its walls at the diagonal location of the mining works front in relation to the longitudinal axis of the horizontal projection. The results, their interpretation and conclusions were presented on the basis of numerical studies of the spatial model of a building subject to program loads and the impact of the selected mining deformation indices. The results obtained were compared with the observations contained in other archival works of the Building Research Institute.

10

Posadowienie budynków na terenach górniczych

Słowik Leszek, Chomacki Leszek

Przegląd Górniczy

|

2019

|

T. 75, nr 2

42--47

PL

Posadowienie budynków na terenach górniczych jest zagadnieniem dotyczącym zaledwie części Polski, niestety niejednokrotnie dość słabo znanym inżynierom projektującym obiekty wznoszone na terenach nie objętych eksploatacją górniczą. W artykule przedstawiono generalne zasady konstruowania fundamentów obiektów, które będą poddane wpływom poziomych odkształceń terenu pochodzenia górniczego. Podano również przykładowe rozwiązania posadowień budynku mieszkalnego i przemysłowego na obszarach objętych wpływami deformacji ciągłych.

EN

The foundation of buildings in mining areas is an issue that concerns only a part of Poland. Unfortunately, this issue is quite poorly known to engineers designing objects erected in areas not covered by mining exploitation. This paper presents general principles of constructing the foundations of objects that will be subject to the influence of horizontal mining deformations. Examples of solutions for the foundations of a residential and industrial building in areas affected by continuous deformation have been presented as well.

11

Diagnozowanie budynków zlokalizowanych na terenach górnicznych

Kawulok Marian, Konieczny Kazimierz, Słowik Leszek

Inżynieria i Budownictwo

|

2019

|

R. 75, nr 9

393--396

PL

Omówiono podstawowe elementy diagnostyki budynków podlegających wpływom eksploatacji górniczej. Podano schemat ogólnego postępowania, nawiązujący do normy ISO. Szczegółowo przedstawiono zagadnienia związane ze sprawdzeniem kryteriów diagnostycznych, z nawiązaniem do normy PN-EN 1990.

EN

The article discusses the basic elements of the diagnostic procedure for buildings subject to mining exploitation. A diagram of general procedure is given, referring to the ISO standard. The issues related to the verification of diagnostic criteria with reference to the Eurocode PN-EN 1990 are presented in detail.