Badania wùaœciwoœci sprê ystych i plastycznych torfu w procesie konsolidacji

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Badania wùaœciwoœci sprê ystych i plastycznych torfu w procesie konsolidacji"

Magda Lewandowska
6 lat temu
Przeglądów:

1 Prof. dr hab. n. ZYGMUNT MEYER r n. TOMAZ KOZ OWKI Poltechnka zczecñska Badana wùaœcwoœc ê ystych lastycznych torfu w rocese konsoldacj Rozwój rzemysùu owoduje zwêkszene zaotrzebowana na tereny od zabudowê. Jednoczeœne atrakcyjne lokalzacje terenów czêsto s¹ zw¹zane z wystêowanem gruntów sùabonoœnych. Okreœlene grunty sùabonoœne najczêœcej odnos sê do gruntów sostych neskonsoldowanych o znacznej wlgotnoœc oraz do gruntów ochodzena organcznego. Grunty ochodzena organcznego charakteryzuj¹ sê maù¹ ocz¹tkow¹ wytrzymaùoœc¹ du ¹ odksztaùcalnoœc¹ oraz znacznym zró ncowanem wùaœcwoœc w zale noœc od rodzaju zawartoœc skùadnków w czêœc mneralnej organcznej. Posadowena ektów budowlanych na gruntach sùabonoœnych jest zw¹zane z konecznoœc¹ wzmocnena odùo a. Jedn¹ z metod tego wzmocnena jest wstêna konsoldacja. Artykuù dotyczy osadana odùo a gruntowego oddanego c¹ enu owtarzalnemu. W analzowanym modelu rzyjêto e to odùo e bêdze stanowù grunt sùabonoœny - torf. Analza relacj omêdzy narê enem a odksztaùcenem w rocese konsoldacj wskazuje na du e osadane gruntów organcznych oddanych c¹ enu. W lteraturze znanych jest wele model konsoldacj. Najbardzej rozowszechnona jest teora konsoldacj gruntów mneralnych oracowana rzez Terzaghego [5]. tosowane tej teor w rzyadku gruntów organcznych jest arczone du ym bùêdem. Ne uwzglêdna ona bowem zmany arametrów w czase konsoldacj [24]. W artykule w celu analzy reakcj gruntu organcznego c¹ anego cyklczne wykorzystano model konsoldacj Meyera [1 2]. Zgodne z wczeœnejszym badanam wydzelono w caùkowtym odksztaùcenu róbk osadane trwaùe sowodowane wùaœcwoœcam lastycznym gruntu oraz osadane ê yste. Model osadana w warunkach c¹ ena cyklcznego Na odstawe badañ edometrycznych relacj mêdzy c¹ enem a osadanem gruntu organcznego rzerowadzonych w Katedrze Geotechnk Poltechnk

2 zczecñskej zostaù oracowany rzez Meyera model osadana gruntów organcznych [12]. Koncecja tego modelu oera sê na elementarnym równanu osadana w ostac ( t ) ( )[1 ex( t t)] (1) gdze: f a ( ) jest docelowym osadanem róbk gdy t (2) W rzyadku danego rodzaju torfu wartoœc c¹ ena edometrycznego znaj¹c unkty omarowe ( t) z badañ edometrycznych mo na arametry krzywej lczyã metod¹ estymacj nelnowej Hooke'a Jeevesa rzemeszczana ukùadu. Praktyczne lczena wykazaùy bardzo du ¹ dokùadnoœã aroksymacj owy szego równana osadana gruntów organcznych. Zmany c¹ ena w stotny sosób zmenaj¹ matematyczny os konsoldacj onewa arametry równana s¹ zale ne od c¹ ena - szczególne rzy c¹ enu zmennym (rys.1). (t) (t) (t) l 0 t 1 t Rys. 1. Wykres osadana róbk w edometrze rzyadku c¹ ena odc¹ ena caùkowtego Zakùadaj¹c e grunty ochodzena organcznego maj¹ wùaœcwoœc ê ystolastyczne a odksztaùcene caùkowte jest sum¹ odksztaùceñ ê ystych lastycznych w badanach mo na wydzelã ê yst¹ lastyczn¹ czêœã osadañ. Po ustablzowanu sê odksztaùceñ o odc¹ enu róbk mo na okreœlã lastyczn¹ czêœã odksztaùceñ (odksztaùcena trwaùe). Ponadto odczas odc¹ ena mo na w ka dym czase omerzyã ê yst¹ czeœã odksztaùceñ odejmuj¹c od osadana caùkowtego lastyczn¹ czêœã odksztaùceñ [3 4].

3 Aby rawdùowo okreœlã osadane rzy c¹ anu odc¹ anu nale y rzeanalzowaã: 1) œcskane róbk rzy0 t t1 osane równanem (faza c¹ ena) ( t) [1 ex( t t)] (3) 2) odc¹ ene róbk rzy t wtedy równane osadana ma ostaã ( 1 t1 t 1 t) [1 ex( ( t t ) ( t ))]. (4) Wzór (4) mo na wykorzystaã do estymacj arametrów w faze ê ystej w oarcu o badana edometryczne. Przy cyklcznym c¹ anu odc¹ anu róbk gruntu tym samym c¹ enem odksztaùcene trwaùe (lastyczne) o n cyklach wynese l n 1 ( ). (5) Zakùadaj¹c e arametry równana bêd¹ zmenaã sê z kolejnym cyklem c¹ ena ostateczna zale noœã osuj¹ca ù¹czne osadane trwaùe ( lastyczne ) rzyjme ostaã: n l ( t) { 1 ( ) [1 ex( ( t ) ( t )] [1 ex( ( t t ) ( t t )]} (6) 1 ( ) 1 Badana laboratoryjne W laboratorum Katedry Geotechnk rzerowadzono badana edometryczne róbek torfu ranego z wysy Ostrów Grabowsk w zczecne (wlgotnoœã torfu w 160% zawartoœã czêœc organcznych I 27% ocz¹tkowa gêstoœã jêtoœcowa om 12 g/cm 3 ). Próbk c¹ ono najerw c¹ enem kpa nastêne odc¹ ono je do 375 kpa. Od c¹ ena 375 kpa zaczêto cyklczne c¹ aã odc¹ aã róbk gruntu c¹ enem = 50 kpa. W rzyadku ka dego zakoñczonego cyklu c¹ ena odc¹ ena merzono (n) l rerezentowaùo ù¹czne odksztaùcene trwaùe ( lastyczne). oraz ù¹czne osadana w czase które (n) W ka dym -tym cyklu c¹ ena wyznaczono arametry równana (3) okreœlaj¹c rzy znanym osadanu o danym czase c¹ ena ( t t1 ). (n)

4 Na odstawe osemnastu cykl c¹ ana odc¹ ana róbk gruntu organcznego w edometrze mo na zauwa yã e stneje zale noœã omêdzy lczb¹ cykl a arametram. Wynk lczeñ rzedstawono na rys 2 3. () b () () ( ) ( ) ( ) Kolejny cykl Rys2. Zmana arametrów w kolejnych cyklach c¹ ena ) ( ( ) ( ) Kolejny cykl Rys 3. Zmana arametrów w kolejnych cyklach odc¹ ena

5 Rys 4. Przebeg ù¹cznego osadana omerzonego dla róbk gruntu organcznego c¹ onej c¹ enem 50 kpa w zakrese od 375 kpa do 875 kpa Przerowadzono równe badana edometryczne trzech nnych róbek torfu (torf rany z Radzszewa; wlgotnoœã 153% Iom= 36% ocz¹tkowa gêstoœã jêtoœcowa 12 g/cm 3 ). Próbk gruntu c¹ ono wstêne 125 kpa zwêkszono c¹ ene do 625 kpa nastêne c¹ ano cyklczne róbk gruntu w zakrese narê eñ kpa. Úcœlwoœã róbek merzono do czasu stablzacj osadañ. Po stablzacj osadañ róbk gruntu c¹ onej w edometrze c¹ enem 875 kpa (w czase 270 dn) odc¹ ono je o 25 kpa. Próbk gruntu ne odrê yùy sê co oznacza e caùe osadane byùo wynkem odksztaùceñ trwaùych. Na rysunku 5 rzedstawono wykres osadañ trzech róbek w czase 270 dn. W dalszej kolejnoœc rzewduje sê oddane róbek c¹ enem cyklcznym. Wnosk W artykule rzedstawono analzê uroszczonego modelu konsoldacj gruntu organcznego w warunkach zmennego c¹ ena. Model zakùada e grunty organczne wykazuj¹ wùaœcwoœc ê ysto-lastyczne e caùkowte odksztaùcene gruntu o wùaœcwoœcach ê ysto-lastycznych jest sum¹ odksztaùceñ ê ystych lastycznych (trwaùych). Przerowadzone lczena wskazaùy e w faze ê ystej arametr jest na tyle maùy e w raktycznych lczenach mo na rzyj¹ã 0.

6 Parametry odczas c¹ ana cyklcznego ne s¹ staùe zmenaj¹ sê wraz z cyklem wykazuj¹c tendencjê do ustalana sê. Wùaœcwoœc ê yste lastyczne gruntów organcznych rzy c¹ anu odc¹ anu zale ¹ od zakresu wstênego c¹ ena czasu konsoldacj jak od zakresu odc¹ ena gruntu. W rojektowanu nasyów organcznych oùo onych na odùo u organcznym stneje mo lwoœã drana rzec¹ ena nasyów tak aby o odc¹ enu nasyu ogranczyã dodatkowe odksztaùcena trwaùe odùo a. Program dalszych badañ rzewduje okreœlene zman wsóùczynnków w zale noœc od c¹ ena rzyùo onego w oszczególnych cyklach. Przewduje sê rzerowadzene badañ ró nych gruntów organcznych. Wysokoœã róbk mm Czas dn Rys. 5. Przebeg osadana omerzonego dla trzech róbek gruntu organcznego c¹ onego w zakrese kPa PIÚMIENNICTWO [1] Meyer Z.: Uroszczony model jednoosowej konsoldacj torfów. Geotechnka VII. Prace Naukowe Poltechnk zczecñskej nr 451. zczecn [2] Meyer Z.: Wùyw welokrotnych zman c¹ ena na rzebeg konsoldacj torfu. Geotechnka VI Prace Naukowe Poltechnk zczecñskej nr 418. zczecn [3] Meyer Z. Kozùowsk T.: Wùyw tarca na edometryczny moduù odksztaùcena. XI

7 krajowa konferencja mechank gruntów fundamentowana Gdañsk [4] Kozùowsk T.: Uroszczony model jednoosowego osadana gruntu organcznego rzy cyklcznych c¹ enach. IX semnarum naukowe regonalne "Prlemy ochrony œrodowska w ujœcu Odry". Ruga [5] Wùun Z.: Zarys geotechnk.: WK. Warszawa 2001.

Podobne dokumenty

MODELOWANIE OSIADANIA GRUNTU ORGANICZNEGO O W AÚCIWOÚCIACH SPRÆÝYSTO-PLASTYCZNYCH PODCZAS CYKLICZNEGO ZWIÆKSZANIA PRZEKAZYWANYCH OBCI ÝEÑ

MODELOWANIE OSIADANIA GRUNTU ORGANICZNEGO O W AÚCIWOÚCIACH SPRÆÝYSTO-PLASTYCZNYCH PODCZAS CYKLICZNEGO ZWIÆKSZANIA PRZEKAZYWANYCH OBCI ÝEÑ XVI MINARIUM NAUKOW z cyklu RGIONALN PROBLMY OCHRONY ÚRODOWIKA Geotecka w rojektac regoalyc U a obzarze etuarowym zczec Praga - 4 czerwca 8 r. ZYGMUNT MYR TOMAZ KOZ OWKI MODLOWANI OIADANIA GRUNTU ORGANICZNGO