Parametry mechaniczne określone na bazie DMT

Do prezentacji rezultatów z badania dylatometrem (DMT) wykorzystano, w formie skróconej, procedurę interpretacji ustaloną na potrzeby analizy wyników z sondy statycznej CPTU. Wyniki z DMT ograniczono do pierwszego oraz czwartego etapu badań zestawiając wartości parametrów sondowania DMT (P0 i P1) uzyskane przed formowaniem kolumny (seria „a”) i przed jej próbnym obciążeniem (seria „g”) oraz poddając analizie uzyskane w efekcie interpretacji tychże wyników parametry φ’ oraz M0 dla warstwy II i III.

Analiza ogólna parametrów sondowania P0 i P1 została wykonana na bazie rysunku 4.33.

Pokazano na nim parametry sondowania wykonanego 30 dni po uformowaniu kolumny odniesione do wartości ciśnień P0 i P1 uzyskanych przed wykonaniem kolumny na tle jej kształtu, w różnych odległościach od kolumny.

Zmienność ciśnień P0 i P1 w badanym profilu wydaje się odzwierciedlać nośności poszczególnych warstw. Ze względu na skalę szczególnie widoczne jest to dla parametru P1, który w warstwie II (najsłabszej) jest wyraźnie najniższy, natomiast w warstwie IV (nośnej) jest najwyższy. W znacznej większości punktów wartości P0 i P1 otrzymane z badań wykonanych po 30 dniach od uformowania kolumny są wyższe od wartości pierwotnych.

Wyjątek stanowi pierwszy pomiar od powierzchni terenu, który może być obarczony błędem

proceduralnym i powinien zostać odrzucony. Wyjątek to też wynik pomiaru wykonanego 6 m od osi kolumny w warstwie najsłabszej (II). W tym punkcie warstwy II podłoża nie wykazano zmian wynikających w wykonania kolumny. Mogłoby to sugerować, że zasięg oddziaływania procesu formowania kolumny jest mniejszy niż 6 m. Takiej tezie zaprzeczają wyniki uzyskane w warstwie III, w której wystąpiły największe różnice w wartościach parametrów P0 i P1 między badaniem wstępnym „a”, a badaniem serii „g”. Im bliżej kolumny tym różnice w tych wartościach maleją. Największe różnice uwidaczniają się na poziomie spodu kolumny w formie „piku”.

Rys. 4.33 Parametry badania DMT (P0 i P1) przed uformowaniem kolumny i po 30 dniach

Analiza porównawcza parametrów geotechnicznych jest ograniczona do wartości kąta tarcia wewnętrznego φ’ oraz modułu edometrycznego M0. Powodem takiego stanu rzeczy była niemożność interpretacji wartości wytrzymałości w warunkach „bez drenażu” Cu

(oznaczenie za Marchettim równoważne Su). Interpretacja za pomocą użytej oryginalnej procedury Marchettiego jest możliwa dla gruntów o wskaźniku materiałowym ID<1,2.

Niestety badane grunty charakteryzowały się większą wartością tego parametru. Co więcej dla najsłabszej warstwy (II) wskaźnik ten był mniejszy niż ID<1,8 dla którego opracowano procedury interpretacyjne. Skutkowało to brakiem możliwości wyznaczenia kąta tarcia wewnętrznego gruntu (rys.4.34). Problem interpretacji dotyczy wąskiej grupy gruntów przejściowych (Młynarek i Wierzbicki, 2007) między spoistymi a niespoistymi. Zagadnienie to zostało szerzej opisane m.in. w pracy Stefaniak (2014).

Wartości efektywnego kąta tarcia wewnętrznego φ’ otrzymane po interpretacji badań dylatometrycznych przedstawiono na rys. 4.34. Początkowe wartości kąta tarcia wewnętrznego w większości mieściły się w przedziale 32-34^o. Zmiany wynikające z formowania kolumny są zauważalne we wszystkich trzech badanych punktach. W punkcie

oddalonym 2 m od osi kolumny φ’ wzrósł już na etapie formowania kolumny o wartość większą niż 1^o. Wzrost ten był stabilny i nie ulegał zmianie w czasie.

Rys. 4.34 Efektywny kąta tarcia wewnętrznego określone na bazie badania DMT

W pozostałych punktach (3 i 6 m od kolumny) na etapie wbijania kolumny nie zaobserwowano zmian. Uwidoczniły się one później, tj. dzień po jej uformowaniu. Na tym etapie zanotowano wzrost φ’ o wartość większą niż 2^o. Na głębokości poniżej spodu kolumny (>1,0Lk) wartość ta ustabilizowała się i po 30 dniach nie wykazała zmian. Inaczej było na głębokości 0,8-1,0Lk, gdzie po upływie miesiąca od wzmocnienia podłoża efektywny kąt tarcia wewnętrznego wzrósł o kolejne 1-3^o. Największe zmiany zanotowano na głębokości 0,85L_k i wyniosły one dla poszczególnych punktów badawczych (patrząc od kolumny) 1,5^o (czyli 5% wartości początkowej), 4,5^o (13%) oraz 6,0^o (18%). Z powodu zaleganie w podłożu gruntów przejściowych między spoistymi a niespoistymi i trudnością z ich interpretacją nie przestawiono wyników analizy zmian kąta tarcia wewnętrznego dla warstwy II.

Wartości edometrycznego modułu ściśliwości M0 dla badanych punktów pokazano na rys. 4.35. Zmiany tego parametru w warstwie III są podobne do opisanych powyżej

w odniesieniu do kąta tarcia wewnętrznego. W punkcie oddalonym o 2 m od osi kolumny są one szybsze niż w pozostałych punktach pomiaru. Wzrost M₀ w tym punkcie ma miejsce podczas formowania kolumny i utrzymuje się do końca czasu pomiarów. Wzrost wynosi do 100% wartości pierwotnej M0. W punktach oddalonych o 3 i 6 m od osi kolumny w trakcie procesu formowania kolumny nie zauważono zmian w wartości edometrycznego moduły ściśliwości. Stają się one widoczny dopiero jeden dzień później i utrzymują się (pkt. 3 m od kolumny), bądź wzrastają w czasie (pkt. 6 m od kolumny). Maksymalny wzrost M0

występuje w tych punktach na głębokości 0,85Lk i wynosi odpowiednio 100 i 250% wartości parametru pierwotnego. W warstwie II na głębokości 0,5Lk wartości parametru pierwotnego utrzymują się przez wszystkie etapy badania na jednakowym poziomie.

Rys. 4.35 Edometryczne moduły ściśliwości określone na bazie badania DMT

Reasumując, na podstawie analizy wyników badań dylatometrem Marchettiego można stwierdzić że we wszystkich punktach warstwy III zanotowano wzrost kąta tarcia wewnętrznego oraz edometrycznego modułu ściśliwości. Wzrost ten uwidaczniał się już w trakcie formowania kolumny (pkt. oddalony 2 m od osi kolumny) lub dzień po zakończeniu

tego procesu (pkt. 3 i 6 m od osi). Największe zmiany zachodziły w punkcie położonym najdalej od kolumny kamiennej, najmniejsze blisko niej. Maksymalne przyrosty analizowanych parametrów występowały na głębokości 0,85Lk i wyniosły: dla φ’ 18%, natomiast dla M0 250%. Z wykonanych pomiarów i ich interpretacji wynika że moduł edometryczny warstwy II nie uległ zmianie. Wniosek ten potwierdzają wyniki uzyskane w odrzuconych ze względu na rodzaj gruntu punktach badawczych. Wyjątek stanowi wynik pomiaru dzień po uformowaniu kolumny kiedy zanotowano ewidentny wzrost modułu we wszystkich badanych punktach. Efekt ten może być wynikiem lokalnie bardziej sztywnych gruntów gdyż wyniki uzyskane 8 i 30 dni po uformowaniu kolumny wskazują na wartości M₀ bliskie wyjściowym.