Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study of the cohesive soil stiffness in a modified resonant column

Sas W., Soból E., Gabryś K., Markowska-Lech K.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 93

21--33

EN

The expansion of cities encourages designers and engineers to build increasingly sophisticated skyscrapers and underground structures. Such complicated projects require more reliable soils parameters. Dynamic parameters of the soils are commonly used for the purposes of civil engineering design. The resonant column is one of the most reliable devices allowing the above-mentioned soil properties to be obtained. In this article, the authors studied a dynamic parameter shear modulus G of the cohesive soil clayey sand. Researchers conducted their own examination, using a modified resonant column, which is equipped with bender elements and a torsional shear device. The studied material was an undisturbed cylindrical sample of the cohesive soil clayey sand (clSa) from a depth of 6 m from the village of Kociszew. In order to calculate the maximum shear modulus, the authors have employed two types of time-domain techniques to measure shear wave velocities, namely the first peak to peak and start-to-start methods. In bender elements test authors investigate shear wave velocity in a range of period from 0.01 to 0.1 ms and 14 V amplitude, which gave a wave length from about 0.1 to 3.5 cm. In the case of torsional shear tests, researchers examined ten cycles of sinusoidal torsional excitation with 1 Hz frequencies and amplitude from 0.004 to 1 V. The research performed indicated that the results obtained by using the torsional shear and first peak to peak methods are in very good agreement, while the overestimation of the results obtained by using the start-to-start method reached up to 27%.

PL

Rozwój miast wymusza na projektantach i wykonawcach budowanie coraz wyższych wieżowców, a także coraz bardziej skomplikowanych konstrukcji podziemnych. Dla tak wyrafinowanych projektów potrzebne są jak najbardziej wiarygodne parametry gruntowe. W dzisiejszych czasach inżynierowie powszechnie korzystają z dynamicznych parametrów gruntu. Jednym z najpopularniejszych i jednocześnie najbardziej wiarygodnych aparatów do uzyskiwania wspomnianych wyżej właściwości jest kolumna rezonansowa. W tym artykule autorzy zbadali dynamiczny parametr jakim jest moduł ścinania. Badania zostały przeprowadzone na nienaruszonej cylindrycznej próbce piasku ilastego (clSa), która pochodziła z 6 m głębokości z miejscowości Kociszew. Autorzy prowadzili badania w zmodyfikowanej kolumnie rezonansowej, która wyposażona jest zarówno w piezoelementy rodzaju bender jak i urządzenie do ścinania skrętnego. Użyto dwóch metod do interpretacji sygnału w odbiorniku w testach piezoelementami rodzaju bender, mianowicie technikę „pierwszego szczytu” i metodę „od startu do startu”. W testach elementami bender przebadano fale porzeczne o okresie około 0,01 do 0,1 ms i amplitudzie 14 V, co przełożyło się na długość fal od około 0,1 do 3,5 cm. W badaniu ścinania skrętnego użyto 10 cykli sinusoidalnego wzbudzania o częstotliwości 1 Hz i amplitudzie od 0,004 do 1 V. Z prze- prowadzonych badań wynika, ze wyniki uzyskane metodą „pierwszego szczytu” pokrywały się z tymi uzyskanymi za pomocą ścinania skrętnego, natomiast metoda „od startu do startu” zawyżała wyniki nawet do 27%.

2

Torsional shear device for testing the dynamic properties of recycled material

Gabryś K., Sas W., Soból E., Głuchowski A.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 4

15--24

EN

From the viewpoint of environmental preservation and effective utilization of resources, it is beneficial and necessary to reuse wastes, for example, concrete, as the recycled aggregates for new materials. In this work, the dynamic behavior of such aggregates under low frequency torsional loading is studied. Results show that the properties of such artificial soils match with those reported in the literature for specific natural soils.

3

Wyznaczanie współczynnika Poisson’a na podstawie pomiaru prędkości fal akustycznych

Markowska-Lech K., Sas W., Gabryś K., Lech M., Soból E.

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

|

2016

|

z. 63, nr 1/II

99--108

PL

Współczynnik Poisson’a określany na podstawie prędkości fali podłużnej i poprzecznej jest stosowany w geofizyce jako jeden z parametrów charakteryzujących odkształcenie materiału. W laboratoriach geotechnicznych również prowadzone są badania z wykorzystaniem prędkości fal sejsmicznych, dlatego Autorzy podjęli próbę przeniesienia zależności znanych z teorii sprężystości na ośrodki gruntowe w celu wyznaczenia współczynnika Poisson’a. Praca zawiera wartości współczynnika Poisson’a otrzymane z badań naturalnych gruntów spoistych dwiema różnymi technikami: w aparacie trójosiowym wyposażonym w piezoelementy typu bender oraz w kolumnie rezonansowej.

EN

Poisson’s ratio as one of the parameters characterizing the material deformation is widely used in geophysics and it is based on shear and compressional wave velocities. On the other hand, in the geotechnical laboratories a lot of tests using mechanical waves velocities on soils are performed, so Authors have attempted to transfer the elasticity theory on soils and determine the Poisson's ratio. The paper presents the values of Poisson's ratio obtained for natural cohesive soils with two different techniques: the triaxial tests using bender elements (BE) and resonant column (RC).

4

The evaluation of the initial shear modulus of selected cohesive soils

Gabryś K., Szymański A.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2015

|

Vol. 37, nr 2

3--9

EN

The paper concerns the evaluation of the initial stiffness of selected cohesive soils based on laboratory tests. The research materials used in this study were clayey soils taken from the area of the road embankment No. WD-18, on the 464th km of the S2 express-way, Konotopa-Airport route, Warsaw. The initial stiffness is represented here by the shear modulus (Gmax) determined during resonant column tests. In the article, a number of literature empirical formulas for defining initial value of the shear modulus of soils being examined were adopted from the literature in order to analyze the data set. However, a large discrepancy between laboratory test results and the values of Gmax calculated from empirical relationships resulted in the rejection of these proposals. They are inaccurate and do not allow for an exact evaluation of soil stiffness for selected cohesive soils. Hence, the authors proposed their own empirical formula that enables the evaluation of the test soils’ Gmax in an easy and uncomplicated way. This unique formula describes mathematically the effect of certain soil parameters, namely mean effective stress ( p′) and void ratio (e), on the initial soil stiffness.

5

Właściwości tłumienia naturalnych gruntów spoistych w zakresie małych odkształceń

Sas W., Gabryś K., Szymański A., Soból E.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2015

|

nr 3

275--280

PL

Problem małych odkształceń we współczesnej geotechnice. Moduły dynamiczne zastosowanie. Przegląd literatury dotyczący przeprowadzonych badań nad dynamicznymi modułami i współczynnikiem tłumienia. Badania własne tłumienia D podczas skręcania i zginania.

EN

The problem of small deformations in modern geotechnics. Dynamic modules application. A literature review on the research on dynamic modules and damping ratio. Own research damping ratio at torsional and flexural excitation.

6

Effect of Time on Dynamic Shear Modulus of Selected Cohesive Soil of One Section of Express Way No. S2 in Warsaw

Sas W., Gabryś K., Szymański A.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 2

398--413

EN

Several researches published comprehensive reports on dynamic soil properties of cohesive soils, in which many of them outlined, i.e., key factors affecting the dynamic shear modulus. For cohesive soils, the modulus at small strains (γ < 10–3 %) is, first of all, a function of void ratio and effective confining stress. For clays, however, secondary time effects and clay mineralogy (fabric and structure) also appear to be important. The influence of confinement of laboratory-prepared as well as naturally deposited clays consists in an increase of shear modulus logarithmically as a function of time. In this paper, the effect of duration of the various confining pressures on dynamic shear modulus (G) of selected cohesive soils from Warsaw area was evaluated. Shear modulus was determined on the basis of resonant column tests, at low and high shearing strain amplitudes. It is shown that the calculated shear modulus is time-dependent; during approximately first 1000 minutes of consolidation, the moduli increased by almost 50%. Moreover, it is characterized by two phases: an initial one results from primary consolidation and a second one, which occurs after the end of primary consolidation, herein about 16-17 hours, and is called “long-term time effect”. This effect was found also for modulus at higher shearing strains (γ > 10–3 %, e.g., 3 × 10–3 %, 5 × 10–3 %, 8 × 10–3 %, 2 × 10–2 %).

7

Kolumna rezonansowa jako urządzenie do badań dynamicznych gruntów spoistych

Gabryś K., Sas W., Szymański A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2013

|

Vol. 22, No. 1

3--13

PL

Artykuł dotyczy kolumny rezonansowej użytej w badaniach własnych. Jest to urządzenie opracowane przez brytyjską firmę GDS Instruments Ltd. i jest przykładem kolumny typu Hardin-Drnevich „fixed-free”. Zastosowana aparatura służy do pomiarów dynamicznych właściwości gruntów. Przedstawiono budowę kolumny rezonansowej, krótką charakterystykę zakresu jej pracy oraz zwięzłe objaśnienie procedur badawczych. Za niezbędne uznano omówienie najważniejszych parametrów, które można oszacować na podstawie przeprowadzonych testów rezonansowych. Ponadto zaprezentowano przykładowe wyniki wykonanych badań.

EN

This article concerns the Resonant Column Apparatus used by the authors in their researches. This device was developed by the British company GDS Instruments Ltd and is an example of the resonant column projected by Hardin and Drnevich, in the fixedfree configuration. The apparatus is used to measure the dynamic properties of the soil. In the above publication, the structure of the equipment, a short description of the scope of work as well as a brief explanation of the test procedures are presented. The most important parameters that can be estimated on the basis of resonant tests are also mentioned. Moreover, the exemplary results of the tests performed are enclosed.

8

Laboratoryjne oznaczenie prędkości fali podłużnej i poprzecznej w gruncie

Sas W., Gabryś K., Szymański A.

Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2013

|

Vol. 4, no. 2

151--157

PL

W artykule przybliżono teoretyczne podstawy propagacji fali w ośrodku sprężystym i zaprezentowano wybrane metody pomiaru prędkości fali sejsmicznej w warunkach laboratoryjnych. Omówiono badania w aparacie trójosiowego ściskania wyposażonym w specjalne piezoelementy. Przedstawiono pokrótce metodykę badań w kolumnie rezonansowej znajdującej się wraz z przykładowymi wynikami właściwości sprężystych gruntów. Jako materiał badawczy wykorzystano naturalny grunt spoisty pochodzący z rejonu powstającej trasy ekspresowej S2, pobrany z odcinka „Konotopa-Lotnisko” (okolice km 464). Zaprezentowano wyznaczone prędkości fali podłużnej oraz poprzecznej uzyskane na podstawie teorii falowej.

EN

The theoretical basis of wave propagation in the elastic medium, as well as some methods of seismic wave velocity measurements in the laboratory were presented in the paper. Experiments in the triaxial apparatus equipped with Bender element were discussed. Methodology of the research in the resonant column, together with examples of the results of the elastic properties of examined soils were summarised. As a test material natural cohesive soil from the area of emerging route S2, track between the nodes “Konotopa – Airport” (near km 464), was used. The values of the longitudinal and transversal wave velocities determined from wave theory were shown in the paper as well.

9

Geotechniczne uwarunkowania zastosowania materiałów antropogenicznych w budownictwie

Sas W., Szymański A., Malinowska E., Gabryś K.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2012

|

nr 4

376-380

PL

Zastosowanie destruktu betonowego do budowy konstrukcji inżynierskich. Wybrane parametry geotechniczne destruktu betonowego: współczynnik filtracji, zagęszczalność, podatność na kruszenie podczas zagęszczania, wskaźnik nośności.

EN

Application of recycled concrete aggregate (RCA) in road and other engineering construction. Geotechnical parameters of RCA: coefficient of permeability, compaction and optimum water content, crushing of aggregate structure during compaction, California bearing ratio.

10

Badania parametrów odkształceniowych gruntów spoistych w kolumnie rezonansowej

Gabryś K., Szymański A.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2012

|

nr 4

324-327

PL

Parametry odkształceniowe gruntów w zakresie małych i bardzo małych odkształceń. Nowoczesna aparatura laboratoryjna w zakresie małych odkształceń – kolumna rezonansowa. Wyznaczanie początkowej charakterystyki modułu odkształcenia postaciowego oraz współczynnika tłumienia gruntu z badań w kolumnie rezonansowej.

EN

Deformation parameters of soils in the range of small and very small deformations. Modern laboratory equipment for small deformations – resonant column. Determination of the initial characterization of soil shear modulus and damping ratio from resonant column tests.

11

Analiza sztywności gruntów spoistych przy wykorzystaniu kolumny rezonansowej

Sas W., Gabryś K., Szymański A.

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2012

|

nr 4

370-376

PL

Charakterystyka naturalnych gruntów spoistych z rejonu Warszawy z zakresie małych odkształceń. Badania laboratoryjne sztywności gruntów za pomocą kolumny rezonansowej. Wpływ zakresu odkształceń oraz średniego naprężenia efektywnego na miary sztywności gruntów spoistych.

EN

Characteristic of natural cohesive soils from the area of Warsaw in the range of small strains. Laboratory tests on soil stiffness with resonant column. Effect of strain range and average effective stress on the stiffness parameters of cohesive soils.

12

Numerical modelling of a test embankment on soft ground

Gabryś K.

Challenges of Modern Technology

|

2012

|

Vol. 3, no. 2

37--43

EN

The construction of an embankment situated on soft subsoil with a high groundwater level leads to a rise in pore pressure. This “undrained behaviour” can made the effective stress to remain low and intermediate consolidation periods to be adopted so that the construction of the embankment is safe. During a consolidation process the dissipation of the excess pore pressure is observed in order to increase the shear strength of the soil to continue the construction process [4]. The behaviour of a test embankment founded on a soft soil in Warsaw, on the Ursynowska Scarp, in the Campus SGGW (Warsaw University of Life Sciences) site was simulated with a use of a finite element analysis [6]. This study presents an experimental work, a construction of a flood-control embankment on organic soil represented by peat. The modelling of an embankment behaviour is carried out by the program PLAXIS (Finite Element Code for Soil and Rock Analysis). Measurements were taken of pore pressure, dissipations rates and displacements in the foundation peat. Predictions of these were made using a simple Soft Soil Model. Moreover, the calculation of the safety factor, the eff ect of the drains on the consolidation process and an update mesh analysis were investigated. The results suggest the signifi cant impact of drains on the speed of the consolidation course. The commonly accepted Mohr-Coulomb Model and Soft Soil Model, which involve typical parameters obtained from in-situ and laboratory testing, can be successfully selected for examination the behaviour of fl ood-control embankment situated on soft soils. The Updated mesh and Updated water pressure analysis reduces the settlements and allows for a more realistic study of settlements, while the positive effects of large deformations is considered. However, there is a great need to compare the numerical simulation with the real existing embankments located on problematic soils.

13

Wpływ tempa przykładania obciążenia na parametry odkształceniowe gruntów organicznych

Sas W., Gabryś K., Szymański A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2010

|

Vol. 19, No. 3

3--11

PL

W pracy została zaprezentowana zmienność parametrów odkształceniowych gruntów organicznych. Szczególną uwagę zwrócono na wpływ tempa przykładania obciążenia na badane grunty. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wykonanych przy użyciu edometrów. W celu scharakteryzowania procesu deformacji gruntów organicznych zostały wykonane dwa rodzaje badań edometrycznych: badanie ze stopniowo wzrastającym obciążeniem oraz badanie z obciążeniem ciągłym przykładanym na poszczególne próbki. Oba zastosowane rodzaje badań wskazują na szerokie spektrum czynników wpływających na proces deformacji oraz osiadania podłoża organicznego, wśród których istotne znaczenie przypisane zostało prędkości i wielkości przykładanego obciążenia.

EN

In this review paper the changes of deformation parameters in the organic soils characteristics are presented. The main view was put on the influence of loading rate on presented soils. The results of soft soils used to the analysis were obtained in laboratory using oedometer tests. To describe the deformation process of organic soils two kinds of oedometer tests were held: with gradually increasing load and constant load. Both techniques show the wide range of factors determine deformations and settlements of organic subsoil, among which important are also the velocity and the value of loading rate.

14

Parametry odkształceniowe i filtracyjne kredy jeziornej z obszaru Mazur

Malinowska E., Gabryś K.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2010

|

Vol. 19, No. 4

24--35

PL

W pracy zostały zaprezentowane parametry odkształceniowe i filtracyjne kredy jeziornej pochodzącej z obszaru Mazur. W celu wyznaczenia najważniejszych inżynierskich parametrów zostały przeprowadzone badania edometryczne. Przeprowadzono dwa rodzaje testów: test standardowy IL oraz test ze stałym obciążeniem CRL. Do badań użyto próbki kredy jeziornej pochodzącej z północno-wschodniej części Polski, z obszaru Mazur. Uzyskane wyniki badań pozwoliły na wyznaczenie zależności między odkształceniem a składową pionową naprężenia efektywnego. Zaproponowano również zależność pomiędzy edometrycznym modułem odkształcenia a naprężeniem efektywnym. Na podstawie przeprowadzonych badań uzyskano zależność pomiędzy współczynnikiem filtracji a wskaźnikiem porowatości. Zależność tę można przedstawić za pomocą równania konstytutywnego w następującej postaci: 12 5,3 k = 0,1⋅10-12⋅e3,5 - gdzie: k - współczynnik filtracji; e - wskaźnik porowatości. Wyznaczone parametry odkształceniowe i filtracyjne na podstawie przeprowadzonych laboratoryjnych badań edometrycznych dowodzą nieliniowych zależności między naprężeniem - odkształceniem oraz naprężeniem - filtracją.

EN

In this paper the strain and filtration parameters of lacustrine chalk from Mazury District are presented. To determinate the main engineers’ parameters the oedometer tests have been obtained. There were two types of laboratory tests: IL- standard one and CLR - with the constant loading. The tests were performed on lacustrine chalk from Mazury District in North East Poland. The tests results allowed to describe relationships between stain and vertical effective stress. Also the relationship between constrained modulus and vertical effective stress with the most correlated equation was proposed. The relationship between filtration coefficient and void ratio was obtained. The constitutive equation for the relationship between filtration coefficient and void ratio was proposed: 12 5,3 k = 0,1⋅10-12⋅e3,5 - where: k - filtration parameter, e - void ratio. Strain and filtration parameters obtain from laboratory oedometer tests proved the non-linear relationship between stress-strain and stress-filtration.

15

Geotechnical parameters in description of soft soils consolidation

Gabryś K.

Challenges of Modern Technology

|

2010

|

Vol. 1, no. 1

61--64

EN

The construction of embankments on organic soils is associated with necessary to improve subsoil conditions. Soft organic soils are often highly compressible and have low shear strengths, what causes large deformation, both vertically as well as horizontally, that may occur during and after the construction period [11]. The settlements usually appear quickly but can also continue for a very long time because of the secondary compression [6]. However, in Poland there are large areas with soft organic soils where diff erent kinds of embankments have to be constructed. In these cases, the prediction of soil behavior and the selection of a proper design method becomes an important and complex engineering task. In this paper the analysis of the soft subsoil deformation process under load is presented. The main factors that determine the consolidation of soft subsoil are described, as well as the proposition of changes in organic soils properties for better prediction of the construction’s settlements. Based on fi eld observations and laboratory test results, the characterization of organic soft soils and the results the calculation procedure are proposed.