Analiza zmian dystrybucji porów pod wpływem cyklicznego zamrażania-rozmrażania w wybranych gruntach spoistych

• Autorzy: Kurpias-Warianek K.

Warianty tytułu

EN

Analysis of pore-size distribution under the influence of cyclic freeze-thaw in selected cohesive soils

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia wyniki analizy istotności wpływu cyklicznego zamrażania-rozmrażania (ZR) oraz rodzaju systemu zamrażania na zmiany dystrybucji porów dla gruntów spoistych wybranych przy zastosowaniu wieloczynnikowej analizy wariancji. Na podstawie ilościowej analizy fotogramów SEM przeprowadzono analizę dystrybucji wielkości porów w wybranych reprezentatywnych próbkach 5 spoistych gruntów niemrożonych, poddanych jednemu cyklowi zamrażania w systemach otwartym i zamkniętym. W celach porównawczych zdefiniowano dwa parametry charakteryzujące otrzymane krzywe dystrybucji porów KDP: wskaźnik nierównomierności rozkładu (β) i wskaźnik podobieństwa krzywych KDP (ε).

EN

The frost action in soils, in cold regions practically impossible to eliminate, and the complex structure of the soil medium determine a complicated nature of the problem. This problem still remains unclear for many reasons. First of all, the results presented in literature are partially incomparable. Such parameters of the experiments as the number of freeze-thaw cycles, the value of negative temperatures, the duration of freezing and thawing in each cycle and, of course, properties of soils used as the material, were different in all cases. Besides, the very important thing is to distinguish between the experiments carried in close and open systems. The latter, allowing the free water to be drawn upward from the water table to the freezing zone, better imitates the natural conditions. There are no evidences to what extent the cyclic freezing and thawing modify the microstructure and the pore-size distribution. This article presents the results of the significance of the impact of cyclic freezing-thawing and freezing the type of system to changes in the distribution of pores for the selected soils using multivariate analysis of variance. On the basis of quantitative analysis of SEM photographs, the analysis of pore-size distribution in selected representative samples of fives unfrozen cohesive soils subjected to one cycle of freezing in the open and closed systems. For comparative purposes, defined by two parameters characterizing the pore distribution curves obtained KDP: inequality of distribution index (β) and similarity index of pore-size distribution curves (ε).

Słowa kluczowe

PL

geotechnika; grunty spoiste; zamrazanie-rozmrazanie cykliczne; mikrostruktura; pory osrodka; rozklad przestrzenny; wskaznik nierownomiernosci rozkladu; wskaznik podobienstwa krzywych

EN

geotechnics; cohesive soil; freeze-thaw cycle; soil microstructure; soil pore; soil pore distribution; distribution inequality index; curve similarity index

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Scientiarum Polonorum. Architectura
• Rocznik: 2011
• Tom: 10
• Numer: 1
• Opis fizyczny: s.19-30,rys.,tab.,bibliogr.

Twórcy

autor

Kurpias-Warianek K.

• Katedra Geotechniki i Inżynierii Wodnej, Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska, Politechnika Świętokrzyska, al.Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce

Bibliografia

• Asare S.N., Rudra R.P, Dickinson W.T., Wall, G.J., 1999. Effect of freeze-thaw cycle on the parameters of the Green and Ampt infltration equation. Canadian Agricultural Engineering 73, 265-274.
• Baykal G., Ture E., 1998. The effect of freeze-thaw cycles on the performance of compacted clay. Contaminated and Derelict Land, London.
• Chamberlain E.J., 1980. Overconsolidation effects of ground freezing. Proc. 2nd ISGF, Trondheim, I, 325-337.
• Chen T.C., Yeung M.R., Mori N., 2004. Effect of water saturation on deterioration of welded tuff due to freeze-thaw action. Cold Regions Science and Technology 38, 127-136.
• Dietzel M., 2005. Impact of cyclic freezing on precipitation of silica in Me-SiO2-H2O systems and geochemical implications for cryosoils and sediments. Chemical Geology 216, 79- 88.
• Hohmann-Porębska M., 2002. Microfabric effects in frozen clays in relation to geotechnical parameters. Applied Clay Science 21, 77-87.
• Kozłowski T., Kurpias-Warianek K., 2009. Zastosowanie skaningowej mikroskopii elektronowej SEM do analizy współczynnika filtracji i parametrów opisujących mikrostrukturę gruntów spoistych. XV Krajowa Konferencja Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej, Bydgoszcz, 431-438.
• Kujala K., Laurinen K., 1989. Freeze-thaw effects on thaw settlement and pore pressure. Frost in Geotechnical Engineering, Technical Research Centre of Finland.
• Kumor M.K., 1989. Zmiana mikrostruktury iłów monomineralnych i iłu plioceńskiego pod wpływem cyklicznego przemrażania i odmrażania. Wydawnictwo Uczelniane Akademii Techniczno-Rolniczej, Bydgoszcz.
• Nagasawa T., Umeda Y., 1985. Effects of freeze-thaw process on soil structure. Proceedings of the 4th International Symposium on Ground Freezing, Japan II, 219-224.
• PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienia bezpośrednie budowli. Obliczenia statystyczne i projektowanie.
• Sjursen H., Michelsen A., Holmstrup M., 2005. Effects of freeze-thaw cycles on microarthropods and nutrient availability in a sub-Arctic soil. Applied Soil Ecology 28, 79-93.
• Skarżyńska K., 1969. Wpływ procesu zamarzania na niektóre właściwości fizykomechaniczne gruntów spoistych. Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Rolniczej. Rozprawy 18, Kraków.
• Sulkava P., Huhta V, 2003. Effects of hard frost and freeze-thaw cycles on decomposer communities and N mineralisation in boreal forest soil. Applied Soil Ecology 22, 225-239.
• Viklander P., Eigenbrod D., 2000. Stone movements and permeability changes in till caused by freezing and thawing. Cold Regions Science and Technology 31, 151-162.
• Yong R.N., Boonsinuk P., 1985. Alteration of soil behavior after cyclic freezing and thawing. In: Ground Freezing. Fourth International Symposium on Ground Freezing, Sapporo.