Jednym z etapów realizacji interdyscyplinarnych projektów geotechnicznych jest kompleksowa analiza możliwości jakie daje dany obszar, na wzmocnienie słabych gruntów przeznaczonych na nowe cele inwestycyjne, sposobami, które pozwalają wykorzystać lokalne materiały w sposób normowo dopuszczalny, ekonomiczny i ekologiczny. Nowe trendy są wykorzystywane przy budowie nowych obiektów inżynierskich, gdzie w warstwy podbudowy, czy warstwy stabilizujące słabe podłoże gruntowe, wbudowywane są materiały antropogeniczne z uwagi na możliwość wyczerpania się źródeł złóż naturalnych. Odpady, powstające podczas eksploatacji i przeróbki węgla kamiennego to niewykorzystane źródło materiału o dobrych parametrach wytrzymałościowych. Jednocześnie jest to materiał o różnorodnych i zmiennych właściwościach w poszczególnych przedziałach czasowym. W ramach niniejszej pracy przedstawiono procedurę wykorzystania odpadów kopalnianych jako grunt antropogeniczny w konstrukcji gabionów w geotechnicznym projekcie stabilizacji skarpy. Przeprowadzone badania potwierdziły, że analizowany materiał z jednej z hałd posiada dobre parametry geotechniczne i może być użyty do zaprojektowanego zastosowania geotechnicznego, zastępując lub uzupełniając dużo droższe materiały rodzime. Z uwagi na specyfikę gruntu antropogenicznego parametry nośności muszą być każdorazowo sprawdzenie, a sprawdzenie stateczności lub nośności projektu geotechnicznego najlepiej sprawdzać na modelach numerycznych.
EN
One of the stages of the realization of interdisciplinary geotechnical projects is a complex analysis of the opportunities which offered review areas to strengthen the weak subsoil earmarked for new investment objectives. This approach applies to use local materials in a way where civil engineering norms, engineering, economic and ecological standarts are allowed. New trend is observed in the construction of new engineering structures, where the foundation layer or layers of stabilizing weak subsoil are rebuilt on anthropological materials causing the possibility of the exhaustion of the natural resources. The waste generated during the operation and processing of coal waste are represents an untapped source materials with good endurance parameters. However, it is a material possessing globally unknown properties. This article presents procedure the use of mining waste as a anthropogenic ground in the gabions construction in stabilization project of slopes. The results of studies numerical tests have confirmed that the analysed material from one of slagheap that had to be revitalized complexion have good geotechnical parameters and can be used for solution designed as a much cheaper material. The structures with the use of such anthropogenic ground should be designed individually on the basis of numerical calculations.
W ostatnich latach obserwuje się wzrost zainteresowania technologiami ekologicznymi oraz produkcją niezużywającą źródła energii nieodnawialnej. Trend ten jest również obserwowany przy budowie nowych obiektów inżynierskich, gdzie w warstwy podbudowy, czy warstwy stabilizujące słabe podłoże gruntowe wbudowywane są materiały antropogeniczne z uwagi na możliwość wyczerpania się źródeł złóż naturalnych. Z drugiej strony odpady, powstające podczas eksploatacji i przeróbki węgla kamiennego lub odpady hutnicze to wciąż niewykorzystane źródło materiału. Jednocześnie jest to materiał o różnorodnych i zmiennych w poszczególnych przedziałach czasowym właściwościach. Dlatego w ramach niniejszej pracy sprawdzono parametry materiałowe i mechaniczne dwóch, wybranych z grupy reprezentatywnej, rodzajów odpadów (kopalnianych i hutniczych), pobranych odpowiednio z hałdy KWK Mysłowice–Wesoła, zlokalizowanej w Mysłowicach oraz z hałd powstałych po zakładzie górniczo-hutniczym Orzeł Biały w Bytomiu. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że obydwa materiały charakteryzowały się największą zawatością frakcji żwirowej i piaskowej. Jednak z uwagi na wysoką zawartość części organicznych (powyżej 15%) nie mogą zostać zakwalifikowane jako np. piasek ze żwirem. Przeprowadzone badania wykazały, że materiały te po- siadają dobre parametry geotechniczne i mogą być użyte do różnego rodzaju zastosowań geotechnicznych, zastępując lub uzupełniając materiały rodzime. Parametry te są jednak różne dla poszczególnych gruntów i każdorazowo wymagają sprawdzenia w celu ustalenia miejsca ich docelowego wbudowania. Dlatego konstrukcje z zastosowaniem tych gruntów powinny być projektowane indywidualnie na podstawie obliczeń, najczęściej numerycznych.
EN
In recent years there has been increased interest in environmental technologies and the production of wear-free non-renewable energy sources. This trend is also observed in the construction of new engineering struc tures, where the foundation layer or layers of stabilizing weak subsoil are rebuilt on anthropological materials causing the possibility of the exhaustion of the natural resources. On the other hand, the waste generated during the operation and processing of coal or metallurgical waste still represents an untapped source material. However, it is a material possessing unknown properties. This article presents material and mechanical properties of two types of waste (mining and smelting). The samples were taken respectively from the KWK Mysłowice – Wesoła heap, which is located in Myslowice and from the heaps created after mining and metallurgical processes at the White Eagle plant in Bytom. The research has shown that both materials are characterized by the highest fractions of gravel and sand. However, due to the high content of organic parts (over 15%) they cannot be classified as such gravelly sand. The results of laboratory tests also indicate that these materials have good geotechnical parameters and can be used for a variety of geotechnical applications, replacing or complementing the native materials. These parameters are, however, various for each individual ground and need to be checked in order to determine the place of their deisgnation. Therefore structures with the use of such ground should be designed individually on the basis of calculations, usually numerical.
Celem niniejszego opracowania jest przedstawienie analizy przyczynowo-skutkowej wystąpienia uszkodzeń elementów konstrukcyjnych budynków posadowionych na zboczach o charakterze osuwiskowym, w kontekście prac budowlanych polegających na modernizacji pobliskiej drogi ekspresowej. Oddziaływania statyczne i dynamiczne, generowane podczas realizacji nasypów komunikacyjnych i ich wzmacniania oraz rozbudowy analizowanej drogi poprzez wykonywanie żelbetowego muru oporowego posadowionego na rzędzie pali, zostało tutaj przebadane interdyscyplinarnie. Zbadano parametry geotechniczne podłoża oraz przeanalizowano modele numeryczne stoku z budynkami, które wskazały jednoznacznie na osuwiskowy charakter terenu. Analizą objęto również wyniki monitoringu geodezyjnego wykonanego w czasie realizacji inwestycji i zbadano aspekty inżynierskie i finansowe przedsięwzięcia. Wyniki przeprowadzonych analiz są podstawą do zdiagnozowania przyczyny powstawiania uszkodzeń w budynkach posadowionych na skarpie podczas realizacji przedmiotowej inwestycji.
EN
The aim of this study is to present a cause-and-effect analysis of occurrence of damage in construction elements of buildings set on landslide hillsides, in the context of construction works consisting in modernization of a nearby expressway. The paper discusses the intirdisciplinary research regarding static and dynamic influences generated during creation of communication embankments and their reinforcement as well as expansion of the analysed road through construction of a ferroconcrete retaining wall set on a row of stilts. The research covered geotechnical parameters of the substratum as well as the analysis of numerical models of a slope with buildings, which unambiguously indicated landslide nature of the area. The analysis also included the results of geodetic monitoring performed at the time when the investment was carried out, the engineering and financial aspect of the undertaking were researched as well. The results of conducted analyses constitute a basis for diagnosing the cause of occurrence of damage in buildings set on escarpments during performance of this investment.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy przedstawiono rozważania nad zastosowaniem badanych gruntów antropogenicznych w konstrukcjach geotechnicznych. Wykonano badania edometryczne, trójosiowe oraz bezpośredniego ścinania dla różnych rodzajów gruntów, pozyskanych w obrębie jednej hałdy kopalni węgla kamiennego Mysłowice – Wesoła. Otrzymane wyniki pozwoliły na określenie parametrów ściśliwości (współczynnika ściśliwości objętościowej, modułów edometrycznych i siecznych oraz nachyleń prostych konsolidacji pierwotnej i wtórnej) oraz na oszacowanie spójności i kąta tarcia wewnętrznego jako funkcji wskaźnika porowatości. Zbadano przepuszczalność odpadów kopalnianych, a także sprawdzono możliwość pęcznienia. Uzyskane rezultaty badań posłużyły do wyznaczenia parametrów reprezentatywnych na podstawie wytycznych zawartych w Eurokodzie 7. Umożliwiło to kalibrowanie modeli konstytutywnych gruntu (Coulomba-Mohra, CAP i Modified Cam Clay), które pomogły w analizie efektywnego i ekonomicznego wykorzystania odpadów pogórniczych jako materiału budowlanego dla wybranych rozwiązań geotechnicznych.
EN
In these paper are the considerations of applying the test in geotechnical structures of anthropogenic soil. Laboratory oedometr, triaxial and direct shear tests were carried out for different types of anthropogenic soil, gained within one slagheap from coal mine Mysłowice – Wesoła. The received results allow the determination of the coefficient of volume compressibility geotechnical parameters (coefficient of consolidation, over consolidation ratio, preconsolidaion pressure, average modulus) and cohesion and friction angle as a ratio of porosity function. Examined the permeability of waste repositories, and also examinedthe possibility of swelling. Results of research were used to designate the representative value of reliable soil parameters according to EC7. Calibration of subsoil numerical models (Coulombs-Mohr, CAP and Modified Cam Clay) is needed these calculated parameters. Whereas numerical model helped in the analysis of the effective and economic use of coal mining waste anthropogenic soil for different kind of geotechnical construction.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zawarto wyniki symulacji numerycznych w programie Z_Soil. Przedstawiono analizy zachowania się skomplikowanego i rozbudowanego rzeczywistego układu: (a) budowla usytuowana przy krawędzi zbocza – (b) podłoże gruntowe – (c) elementy zabezpieczenia skarpy przydrożnej – (d) obciążenia generowane przez modernizowaną drogą ekspresową. Postawione zadanie wymagało przedstawienia koncepcji rozwiązania problemu geotechnicznego zdefiniowanego globalnie jako problematyka zabezpieczenie stateczności skarp i zboczy. Przeprowadzono globalne i lokalne analizy i obliczenia według stanów granicznych (GEO) i (STA) oraz (ULS). Analizowane zagadnienie ma na celu określenie wpływu metody i technologii realizacji modernizowanej drogi S7 (Zakopianka) na stateczność układu sąsiadującej skarpy przydrożnej i zmiany stanu granicznego (ULS) budowli zlokalizowanych na koronie skarpy w bezpośrednim sąsiedztwie realizowanej inwestycji.
EN
The work contains the results of numerical simulation in Z_Soil. The result of carried out analysis, for the behaviour of complicated and sophisticated the layout of the: (a) building constructed near the edge of the slopes – (b) subsoil – (c) roads slope reinforced elements - (d) the loads generated by modernize express road, was shown. The main task require a presentation of the concept of the geotechnical problem which was defined globally as the issue of the slope stability. The global and local analysis and calculation for (GEO), (STA) and (ULS) were carried out. The aim of the analyzed issue is determine the impact of methods and technology implementation of the modernized S7 road (Zakopianka), on the road slope stability and changes of the ultimate limit state (ULS) for buildings that was located on the top of slope in the direct neighborhood of the undertaken road modernization.
Tematyka poruszana w niniejszym artykule dotyczy kwestii związanych z sposobem określania przeznaczenia w miejscowych planach zagospodarowania przestrzennego nieruchomości gruntowych pod różnego rodzaju zabudowę, które niejednokrotnie jest przypisywane bez przeprowadzenia jakiejkolwiek racjonalnej analizy. Wskazana została tutaj konieczności oznaczania na mapach miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego terenów o podwyższonym ryzyku wystąpienia zagrożeń naturalnych w postaci powodzi, potopień, osuwisk, trzęsień ziemi, tąpnięć itp. Przedstawiono argumenty potwierdzające konieczność przeprowadzania odpowiedniego rozpoznania geotechnicznego podłoża przeznaczonego pod zabudowę komercyjna komunikacyjną czy mieszkaniową wraz ze wskazaniem celowości podjęcia takich kroków oraz sposobu wykorzystania pozyskanych danych o kondycji podłoża gruntowego między innymi podczas szacowania wartości rynkowej nieruchomości, procesu projektowania rozwiązania konstrukcyjnego i architektonicznych najlepiej ograniczającego wpływ potencjalnych oddziaływań na konstrukcję, a także wskazano możliwość wykorzystania wyników badań do stworzenia bazy danych dla określonego obszaru.
EN
In that paper we try to show all important aspect of soil condition and natural hazards that will be helpful to designed appropriate load-bearing capacity of subsoil that are used in The Land Development Plan in commercial way. That information help estimate the cost that should be spend by investor before starting to built the construction over that ground and in that area. The purpose for plots of land in the land development plan should take into consideration soil structure and geotechnical condition, dynamic environment influenced by both internally and externally imposed forces, types of stresses and strains to which the soil is subjected. There are important natural factors that have big influence on type of buildings foundation and all architecting construction. Geotechnical experts should assist in the development processes that will result in economic solutions. Planning and building authorities should require geotechnical hazard reports as part of submissions for approval of subdivisions or development plans; and such reports should include evaluations of the hazards to various structures and recommendations on the most suitable design and construction practices to ensure economic long-term performance. All of this information give estimators possibility to calculate market value of plot use the residual method which base of land market value and take into consideration the cost of reinforced the weak land by comparison with market value of land in good geotechnical condition.
W prezentowanej pracy, przedstawiono koncepcje modelowania numerycznego wzmocnionego podłoża gruntowego w oparciu o wyniki przeprowadzonych analiz i symulacji numerycznych. Opisano wytyczne do tworzenia prostych modeli numerycznych wzmocnionego podłoża za pomocą kolumn i pali. Niniejsza praca stanowi podsumowanie wcześniejszych badań i wyników przeprowadzonych symulacji numerycznych przy użyciu MES i programu Z_Soil zakładając sprężysto-plastyczny model ośrodka gruntowego. Jedno z zastosowań proponowanych modeli numerycznych ma polegać na wykorzystywaniu ich do szacowania wpływu parametrów geotechnicznych podłoża gruntowego na jego wartość rynkową.
EN
The paper considers the issue of numerical modeling the reinforced subsoil. Based on a number of numerical simulations results the author presents an instruction who to built a simple numerical model of reinforced subsoil by gravel-columns or piles. The paper constitutes an attempt to summaries and generalize earlier research which involved FEM numeric procedures and the Z_Soil package, and utilized an elastic-plastic model of a ground medium. The simple numerical model of reinforced subsoil can be used to estimate the influence of the load bearing capacity, reflecting the local geotechnical properties of the ground on the market value of this estate.
W prezentowanej pracy, przedstawiono problematykę modelowania numerycznego wzmocnionego podłoża gruntowego. Analizie poddano wyniki symulacji numerycznych zestawione z danymi pozyskanymi z badań terenowych dla zrealizowanych obiektów inżynierskich. Przedstawiono tutaj opis numerycznej procedury modelowania ośrodka gruntowego z elementami wzmacniającymi w postaci kolumn żwirowych wykonywanych w technologii wibrowymiany. Niniejsze rozważania są uogólnieniem i kontynuacją wcześniej opublikowanych prac, między innymi [2], [3], [4] i [5], gdzie opisano szereg przeprowadzonych analiz procedury wykonanych symulacji numerycznych przy użyciu MES i programu Z_Soli zakładając sprężysto-plastyczny model ośrodka gruntowego.
EN
The paper considers the issue of ground-medium reinforcement. Based on generally accepted principles the author presents numerical modeling patterns of subsoil reinforced by gravel-columns. She compares the outcome of the numerical simulations with the measured load capacity of gravel columns located under shopping center in Bielsko - Biala, South of Poland. The paper constitutes an attempt to summaries and generalise earlier research which involved FEM numeric procedures and the Z_Soil package, and utilized an elastic-plastic model of a ground medium. Theoretical instigation, simulation and empirical experiment are closely related and none of these cognitive methods should be applied separately. A simulation, i.e. analytical or numerical solving of model equations, can generate full and credible results only if it is theoretically and empirically verified.
Istnieje wiele specjalistycznych metod polepszania właściwości gruntów słabonośnych. Poszczególne metody wzmacniania podłoża są realizowane w róznych technologiach. Różnorodność rozwiązań poprawiających parametry wytrzymałościowe ośrodka gruntowego wynika przede wszystkim z rodzaju podłoża oraz charakterystyki i sposobu posadowienia róznych typów obiektów budowlanych. Prezentowana praca ukierunkowana jest na sprecyzowanie założen oraz opracowanie odpowiedniego modelu numerycznego (obliczeniowego) dla wybranej metody wzmacniania podłoża gruntowego. Rozważania przedstawione w tej publikacji mają charakter study case, czyli opierają się na analizie wyników z przeprowadzonych symulacji numerycznych, testowanych na bazie danych pozyskanych ze realizowanych juz inwestycji.
EN
The paper considers the issue of ground-medium with improvement under road embankrnent construction. Based on generally accepted principles the author presents numerical modelling patterns and compares the outcome of the numerica1 simulations with the de-formation and load capacity of these subsoil with gravel columns made by vibro methods located along the highway A2 in Poland. The paper constitutes an attempt to summarise and to generalise ear1ier research which involved FEM numeric procedures and the Z_Soil package, utilising an elastic-plastic model of the ground medium with the Drucker-Prager criterion, which is very convenient from the point of view of the numerical efficiency.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy rozważa się problematykę modelowania podłoża gruntowego z elementem wzmacniajacym. Przedstawiono w niej schemat numerycznej procedury modelowania ośrodka gruntowego z palami wielkośrednicowymi, żelbetowymi i betonowymi, wchodzącymi w skład palisady - muru oporowego, pełniącego funkcję zabezpieczenia terenu osuwiskowego w celu zrealizowania projektowanego odcinka drogi będącej wschodnią obwodnicą Bielska-Białej. Niniejsze rozważania są kontynuacją wcześniejszych prac [2], [3], [4], [5], [6], które również wykorzystywały procedury symulacji numerycznych przy użyciu MES i programu Z_Soil oraz zakładały wykorzystanie sprężysto-plastycznego modelu Druckera-Pragera, dla opisu materiałów wchodzących w skład modelowanego ośrodka gruntowego.
EN
The paper considers the issue of ground-medium with stokade construction. Based on generally accepted principles the author presents numerical modelling patterns and compares the outcome of the numerical simulations with the measured settlement and load capacity of these subsoil with palisade located along the hidhroad in Bielsko-Biała, Poland. The paper constitutes an attempt to summarise and generalise earlier research which involved FEM numeric procedures and the Z_Soil package and utilised an elastic-plastic model of a ground medium with the Drucker-Prager criterion which is very convenient from the point of view of numerical efficiency.
W pracy rozważa się problematykę wzmacniania słabego podłoża. Przedstawiono tutaj schemat numerycznej procedury modelowania ośrodka gruntowego z elementami wzmocnienia w postaci kolumn kamiennych. Niniejsze rozważania są swego rodzaju podsumowaniem i uogólnieniem wcześniejszych prac [2], [3], [4], [5], które wykorzystywały procedury symulacji numerycznych przy użyciu MES i programu Z_Soil oraz zakładały wykorzystanie sprężysto-plastycznego modelu Druckera-Pragera.
EN
This paper presents the problem of numerical modeling and designing the reinforced soil (RS) which is considered to consist of weak subsoil reinforced by gravel columns and geosynthetics. The main assumption for the adopted numerical model was made by using continuum medium and we accepted a plane strain model. For our calculations we have accepted the classical model of finite element method FEM. Finally, we have examined the numerical models using the computer program Z_SOIL.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.