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 O W AÚCIWOÚCIACH PRÆÝYTO-PLATYCZNYCH PODCZA CYKLICZNGO ZWIÆKZANIA PRZKAZYWANYCH OBCI ÝÑ. Wtê Aalza reakcj omêdzy arê eem a odkztaùceem wkazuje a du e oadaa grutów orgaczyc oddayc obc¹ eu. W lteraturze zayc jet zereg model kooldacj. Najbardzej rozowzecoa jet teora kooldacj grutów meralyc oracowaa rzez Terzag ego [5]. toowae tej teor dla grutów orgaczyc obarczoe jet du ym bùêdem. Ne uwzglêda oa bowem zmay arametrów w czae kooldacj [35]. Gruty ocodzea orgaczego carakteryzuj¹ ê k¹ ocz¹tkow¹ wytrzymaùoœc¹ du ¹ odkztaùcaloœc¹ oraz du ym zró cowaem wùaœcwoœc w zale oœc od rodzaju zawartoœc kùadków w czêœc meralej orgaczej. Nejzy artykuù oœwêcoy jet aalze oadaa odùo a grutowego oddaego cyklczemu obc¹ eu. W aalzowaym modelu rzyjêto e odùo e grutowe taowã bêdze grut ùabooœy torf rzy rówoczeym rzyjêcu e gruty orgacze oadaj¹ wùaœcwoœc rê yto-latycze. Zgode z wczeœejzym badaam wydzelamy w caùkowtym odkztaùceu róbk oadae trwaùe wywoùae wùaœcwoœcam latyczym grutu oraz oadae rê yte zamee tym e o odc¹ eu odkztaùcee to utêuje [].. Model rê yto-latyczy rzyjêty do aalzy W rezetowaym modelu [4] rzyjêto gruty ocodzea orgaczego maj¹ wùaœcwoœc rê yto-latycze e odkztaùcee caùkowte jet um¹ odkztaùceñ rê ytyc latyczyc. Jako model róbk grutu orgaczego rzedtawoo kolumê grutu oadaj¹c¹ dwe fazy: fazê rê yt¹ która odowada wyokoœc róbk fazê rof. dr ab.. Poltecka zczecñka Katedra Geoteck dr. Poltecka zczecñka Katedra Geoteck
6 Zygmut Meyer Tomaz Kozùowk latycz¹ która odowada wyokoœc róbk. (ry ). ¹cza wyokoœã odowada ocz¹tkowej wyokoœc róbk grutu. Faza latycza Faza rê yta Ry. cemat róbk grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc Aby umo lwã okreœlee rê ytej latyczej czêœc odkztaùceñ ale y obc¹ yã róbkê grutu a atêe o utablzowau ê oadaa odc¹ yã róbkê grutu. Po utablzowau ê odkztaùceñ o odc¹ eu róbk mo a okreœlã latycz¹ czêœã odkztaùceñ ( odkztaùcea trwaùe). Poadto o odc¹ eu mo a omerzyã rê yt¹ czeœã odkztaùceñ odejmuj¹c od caùkowtego oadaa latycz¹ czêœã odkztaùceñ (ry ). Caùkowte oadae jet um¹ oadañ czêœc rê ytej (t) czêœc latyczej (t) t¹d : ( t) ( t) ( t) () (t) ( (t) P (t) t Ry. cemat oadaa rzy obc¹ eu caùkowtym odc¹ eu róbk grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc t
Modelowae oadaa grutu orgaczego o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc... 7 Dla czêœc rê ytej zakùadamy lowy model oadae- obc¹ ee. Mamy ( ) () rzy jedoczeym rzyjêcu zaùo ea cot cot odcza dalzego obc¹ aa. Gdyby zaùo yã e mog¹ wyt¹ã zmay tyc arametrów to muaùy by ê oe meœcã w faze latyczej róbk. Z owy zyc zaùo eñ wyka mo a wyzaczyã oadae rê yte róbk grutu dla dwóc ró yc obc¹ eñ gdy zae jet oadae rê yte rzy jedym z obc¹ eñ z roorcj (3) ( ) ( ref ) ref W badaac laboratoryjyc zamy czêœã oadañ rê ytyc wyzaczo¹ odcza odc¹ ea róbk grutu tê welkoœã rzyjêto w dalzyc oblczeac jako odtawê. Mamy ( ) ( ) (4) ref ( okazao a ryuku r jet to zmejzee obc¹ ea w cwl t - odc¹ ea). t¹d dla ozotaùyc zma bêdzemy meã ( ) rówe ( ) ( ) (5) Dla czêœc latyczej zakùadamy e: ( ) (6) cot obc¹ eac. Mamy atomat zmejza ê o odkztaùcee trwaùe rzy kolejyc ( ) (7) Dla rzedtawoego modelu grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc rzeaalzowao rzykùad cyklczego obc¹ aa róbk obc¹ eem. Wemy e w - tym cyklu oadae latycze wyo: (8)
Zygmut Meyer Tomaz Kozùowk 8 atomat latycze oadae w cyklu + amêtaj¹c o wczeœejzym zaùo eu cot mo emy okreœlã rzy omocy zale oœc: (9) Wyokoœã umowa róbk rerezetuj¹ca fazê latycz¹ zmejza ê o odkztaùcea trwaùe odcza ka dego cyklu dlatego mamy: () Podtawaj¹c do rówaa () zale oœã (8) otrzymamy: ) ( ) ( ) ( () Rówae (9) mo emy rówe zaaã w otac ) ( ) ( () Oadae caùkowte róbk grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc w cyklu wyo: cal (3) Oadae caùkowte o cyklac wyo: (4) Je el zaùo ea wyra oe wzoram (89) ¹ ùuze to wówcza owœmy otrzymywaã z badañ laboratoryjyc =cot rzy obc¹ au obc¹ au róbk grutu tym amym obc¹ aem. Porówuj¹c atomat rzy cyklczym obc¹ au róbk grutu oadae latycze w + cyklu (wzór ) do oadaa latyczego w tym cyklu (wzór 9) otrzymamy : cot (5)
Modelowae oadaa grutu orgaczego o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc... 9 Poewa cot dlatego w efekce otrzymujemy c¹g geometryczy dla którego caùkowte oadae fazy latyczej o cyklac mo a oaã wzoram: gdze d (6) atomat dla c¹gu ekoñczee dùugego mamy (7) Rówae to wkazuje am le wyee docelowe oadae je el lczba cykl d¹ y do ekoñczooœc. Korzytaj¹c z zale oœc (7) mo a wyzaczyã loœã cykl o którym ù¹cze oadae latycze wyoã bêdze 95% docelowego oadaa latyczego. 95 (8) t¹d: ) l( l 5 (9) Tabela. Iloœã cykl dla którego oadae latycze wyoã bêdze 95% docelowego oadaa latyczego z zale oœc od 4 6 8 95 o 73 59 36 86 Korzytaj¹c z zale oœc (6) rówae rzedtawaj¹ce oadae caùkowte o cyklac (4) mo emy rzedtawã w otac zale oœc: ()
Zygmut Meyer Tomaz Kozùowk 3. Wyzaczae arametrów carakteryzuj¹cyc œcœlwoœã fazy rê ytej latyczej grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc W laboratorum Katedry Geoteck Polteck zczecñkej rzerowadzao badaa cyklczego obc¹ aa róbk torfu ( I o m 74% w ocz 45% ). Torf orao z Wolc ¹k w obl u ulcy Rymarkej w zczece. W edometrze o wtêym obc¹ eu 5 kpa zwêkzao cyklcze obc¹ ee krote o = 5 kpa. Po krotym obc¹ eu o = 5 kpa odc¹ oo róbkê torfu do obc¹ ea wtêego 5 kpa. Wyokoœã ocz¹tkowa róbk torfu w edometrze o obc¹ eu wtêym wyoùa = 764 mm. Wyokoœã róbk o krotym obc¹ eem = 5 kpa wyoùa = 8mm wyokoœã róbk o odc¹ eu do obc¹ ea wtêego wyoùa =347mm. 347 8 585mm 7 64 347 4 33mm Rówae (3 ) rzy odtaweu za C C () mo emy zaaã w otac C C ( ) () W którym C C = cot Przyjmuj¹c e : ( ) X otrzymamy rówae warukowe () w otac (3) C C X ( ) (4) taù¹ C wyzaczamy z zale oœc lowej dla oadaa rê ytego:
Modelowae oadaa grutu orgaczego o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc... 585 C 59 (5) Zaj¹c C mo emy wyzaczyã C rzekztaùcaj¹c rówae... C C X ( ) (6) Zaj¹c C oraz zakùadaj¹c mo emy wyzaczyã C ( ).Natomat wyzaczamy oblczaj¹c ajmejze œrede odcylee dla daego zboru w otac / (7) om obl X C C / (8) om Ry. 3 Wyzaczae dla róbk torfu obc¹ aej cyklcze = 5 kpa =494 kpa.
Zygmut Meyer Tomaz Kozùowk Dla badaego grutu wyo 494 kpa ( zgode z ryukem 3) a którym wdaã wyraêe ektremum fukcj. Zaj¹c C C z rówaa () wyzaczamy. Mamy: C 4 47mm (9) Zaj¹c wyzaczymy 764 447 3 7mm (3) wyzaczamy z rzekztaùcaj¹c rówae (): Mamy: C =3537 kpa (3) Wyk oblczeñ okazao a ryuku r 4. Wdaã a m bardzo dobr¹ zgodoœã weloœc omerzoyc oblczoyc w ozczególyc cyklac. Ry. 4 Wykre om obl w zale oœc od loœc obc¹ eñ ( 5 kpa 35 37 kpa 49 4 kpa 3 7 mm 4 47 mm 764 mm ).
Modelowae oadaa grutu orgaczego o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc... 3 4. Wok ) W racy rzedtawoo model kooldacj grutu orgaczego z uwzglêdeem oadañ trwaùyc rê ytyc. Model zakùada e grut orgaczy oada wùaœcwoœc rê yto-latycze e caùkowte odkztaùcee grutu o wùaœcwoœcac rê yto latyczyc jet um¹ odkztaùceñ rê ytyc latyczyc. W rezetowaym modelu rzyjêto róbka grutu orgaczego oada dwe fazy oadañ: fazê rê yt¹ która odowada wyokoœc róbk fazê latycz¹ która odowada wyokoœc róbk. Welkoœã jet fukcj¹ tor obc¹ aa Na ocz¹tku badañ mamy ù¹cz¹ wyokoœã obu faz która odowada ocz¹tkowej wyokoœc róbk grutu ) Zaùo ee gruty oadaj¹ wùaœcwoœc rê yte latycze ozwala orzez aalzê matematycz¹ cyklczego obc¹ aa róbk grutu zakoñczo¹ odc¹ eem do obc¹ ea ocz¹tkowego a wyzaczee ocz¹tkowej wyokoœã róbk grutu odowadaj¹cej czêœc rê ytej latyczej a okreœlee moduùu œcœlwoœc dla fazy rê ytej latyczej oraz a wyzaczee oadañ czêœc rê ytej latyczej w ozczególyc cyklac obc¹ aa. 3) Wyzaczee orzez aalzê matematycz¹ cyklczego obc¹ aa róbk grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc: ozwala oblczyã oadaa czêœc rê ytej latyczej w ozczególyc cyklac obc¹ aa. 4) Model te zakùada e oadae trwaùe róbk wyka z oadaa fazy latyczej. Wyokoœã tej fazy zmea ê o ka dym obc¹ eu o toowe oadaa trwaùe. Mejza wyokoœã tej fazy owoduje coraz mejze odkztaùcea trwaùe w kolejyc obc¹ eac. Otatecze o welu obc¹ eac faza latycza zaka grut zacowuje ê jak oœrodek rê yty. 5) Program dalzyc badañ rzewduje weryfkacjê drugej czêœc modelu orzez wrowadzee obc¹ eñ cyklczyc oraz rzerowadzee badañ dla ró yc rodzajów grutu oraz oracowae raktyczyc oobów a oblczae oadaa obektów a grutac orgaczyc o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc. wa ejzyc ozaczeñ latyczy moduù odkztaùcea [kpa] rê yty moduù odkztaùcea [kpa] ocz¹tkowa wyokoœã róbk [mm] wyokoœã róbk odowadaj¹ca faze latyczej [mm] wyokoœã róbk odowadaj¹ca faze rê ytej [mm] oadae latycze róbk grutu w tym cyklu obc¹ ea [mm] oadae rê yte róbk grutu w tym cyklu obc¹ ea [mm] oadae caùkowte róbk grutu w tym cyklu obc¹ ea [mm]
4 Zygmut Meyer Tomaz Kozùowk rzyrot obc¹ ea [kpa] I zawartoœã czêœc orgaczyc [%] o m Lteratura [] Meyer Z. Kozùowk T.: Wùyw tarca a eometryczy moduù odkztaùcea. XI Krajowa Koferecja Mecak Grutów Fudametowaa. Gdañk 997. [] Meyer Z. Kozùowk T.: Modelowae oadañ rê yto latyczyc torfu w oarcu o badaa eometrycze. X emarum Naukowe z cyklu Regoale Problemy Ocroy Úrodowka w Ujœcu Odry. Mêdzyzdroje. Wydawctwo Poltecka zczecñka Katedra Geoteck. [3] Meyer Z. Kozùowk T.: Oadae grutu orgaczego o wùaœcwoœcac rê ytolatyczyc. XV emarum Naukowe z cyklu Regoale Problemy Ocroy Úrodowka w Ujœcu Odry. zczec Tuczo 6-7 lec 7. [4] Wùu Z.: Zary Geoteck WK Warzawa 987. trezczee Artykuù oœwêcoy jet aalze oadaa odùo a grutowego oddaego cyklczemu obc¹ eu. Reakcja omêdzy arê eem a odkztaùceem wkazuje a du e oadaa grutów orgaczyc oddayc obc¹ eu. Wyzaczoo arametry carakteryzuj¹ce œcœlwoœã fazy rê ytej latyczej grutu o wùaœcwoœcac rê yto-latyczyc