Modelling of lumpy clay fills

Abstract

MODELLING OF LUMPY CLAY FILLS Jan Najser Abstract An extensive open cast mining of brown coal has been taking place in NW Bohemia since 1940's. During the mining process, overburden clay is placed in the form of irregularly shaped lumps of typical dimensions up to 500 mm into large spoil heaps. The total thickness of the lumpy clay landfills is usually 20-50 m. Their material has a double porosity structure: the porosity of intact clay (intragranular porosity) and the voids between clay lumps (intergranular porosity). The total porosity of the fresh fill can be up to 70%. This soil presents special challenges for geotechnical design, primarily because of its high and non-uniform settlement. Further, the progressive tranformation from the "granular" to "fine-grained" material makes the lumpy clay difficult to characterise and model. The aim of the presented thesis is to describe the behaviour of the landfill and the change of its structure by means of field measurements, the centrifuge and numerical modelling. During site investigation for a motorway over a 20-30 years old landfill, two trial embankments were built and monitored over the period of 3 and 6 years respectively. The subsoil of the embankments was instrumented by hydrostatic levelling profiles, pore pressure transducers and depth reference points...

MODELOVÁNÍ JÍLOVITÝCH VÝSYPEK Jan Najser Abstrakt Od 40. let minulého století probíhá v severních Čechách rozsáhlá povrchová těžba hnědého uhlí. Odtěžený nadložní jíl se ukládá na výsypky ve formě hrud o průměru do 500 mm. Průměrná výška výsypek dosahuje 20 až 50 m. Charakteristickou vlastností výsypek je jejich dvojí pórovitost, která je dána vnitřní pórovitostí jílových hrud (intragranulární pórovitost) a mezerovitostí (intergranulární pórovitost). Celková pórovitost čerstvé výsypky může dosáhnout až 70%. Vysoká a nerovnoměrná stlačitelnost výsypek komplikuje jejich budoucí využití pro zakládání staveb. Dalším problematickým faktorem je změna struktury výsypek v čase, při které dochází k jejich homogenizaci a přeměně původně sypkého materiálu na zeminu s mechanickým chováním odpovídajícím jílu. V důsledku těchto faktorů jsou mechanické vlastnosti starých výsypek obtížně předpověditelné. Cílem práce je popis mechanického chování výsypek a změn jejich vnitřní struktury na základě analýzy terénních měření, fyzikálního modelování v geotechnické centrifuze a numerického modelování. V souvislosti se stavbou dálnice D8 byly v letech 1998 a 2001 v plánované trase dálnice vybudovány dva pokusné násypy. Násypy, postavené na 20-30 let staré vodou nasycené výsypce, byly monitorovány po dobu 3 a 6 let. Podloží násypů...