Application of microstructural strength criterion to assessment of slope protection in varve clay

W artykule przedstawiono zastosowanie anizotropowego kryterium wytrzymałości materiałów warstwowych do oceny zabezpieczenia skarpy wykonanej w ile warwowym. Wykorzystywane kryterium to koniunkcja warunku Pariseau i równania płaszczyzny krytycznej. W pracy przedstawiono uproszczoną procedurę identyfikacji kryterium dla iłów warwowych. Problem brzegowy zabezpieczenia skarpy rozwiązano wykorzystując środowisko FLAC oraz własną implementację numeryczną kryterium. Wyniki przedstawione w postaci pól przemieszczeń oraz wykresu siły w kotwi w funkcji kąta upadu warstw w ośrodku pokazują bardzo silny wpływ anizotropii wytrzymałości gruntu na rozwiązanie zadania.Application of anisotropic strength criterion to the problem of slope protection assessment is presented in the paper. Criterion used for analysis is a conjunction of anisotropic Pariseau criterion and critical plane equation. A simplified procedure of identification for varve clay is presented. The boundary-value problem is solved using FLAC environment together with author's numerical implemented of criterion. Results in form of displacement vector fields and graph of axial force in anchor tie depending on stratification angle show strong influence of soil strength anisotropy on the solution of the problem

Estimation of the specific gravity of clay based on ignition loss

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych gęstości właściwej iłów z niewielką zawartością substancji organicznej. Badania wykonano dla wybranych 35 próbek iłów i iłów pylastych z Dolnego Śląska. Dla każdej próby wykonano oznaczenia gęstości właściwej oraz zawartości substancji organicznej metodą prażenia w 800°C. Do oznaczonych wartości strat przy prażeniu wprowadzono poprawkę ze względu na utratę wody związanej. Wyniki doświadczeń przedstawiono w postaci zależności gęstości właściwej od poprawionych strat przy prażeniu. Zestawiono je z równaniami Skemptona i Petleya, Okruszko oraz Marcinka i Spychalskiego. Zaproponowano uproszczony wzór zależności gęstości właściwej od wartości strat przy prażeniu dla iłów.The paper presents results of laboratory investigations of specific gravity of clay with low organic matter content. The investigation have been made on selected 35 samples of clay and silty clay from Lower Silesia. For every sample the specific gravity and ignition loss (by firing at 800°C) have been estimated. To loss in weight on ignition the correction for bound water have been used. The results of examination are presented as relation between the specific gravity and corrected ignition loss. They were compared with equations of Skempton and Petley, Okruszko and Marcinek and Spychalski. Finally, simplified formula for specific gravity for clays have been proposed

Wstępne badania anizotropii wytrzymałości iłów warwowych

The paper presents the results of preliminary laboratory investigations of the failure characteristics of structured soil. A particular type of microstructure has been investigated, i.e. vertically laminated clayed soil called varved clay. The examinations have been made on soil deposited near the city of Bełchatów. The physical and mechanical properties of the soil have been estimated as: soil texture, moisture content, particle density, bulk density, Atterberg limits, plasticity and consistency index. Next the unconfined compression as well as triaxial test with different confining pressures have been conducted for several different orientation of microstructure. Anisotropy characteristics have been specified for the different values of bedding planes orientation and the different values of confining pressure, namely: 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. The laboratory examinations were carried out with special attention to failure mechanism identification. For the selected values of the bedding plane orientation photos of the failure mechanism have been presented in the paper. The results of the examinations clearly show a high dependence between layer orientation and the strength of the soil.W pracy zaprezentowano wyniki wstępnych badań anizotropii wytrzymałości gruntu z mikrostrukturą warstwową. Badania przeprowadzono na próbkach iłu warwowego występującego w okolicach Bełchatowa. Dla gruntu wykonano oznaczenie podstawowych właściwości fizycznych oraz wskaźników klasyfikacyjnych tj. składu granulometrycznego, wilgotności naturalnej, gęstości właściwej, gęstości objętościowej, granic Atterberga, wskaźnika plastyczności oraz wskaźnika konsystencji. Następnie przeprowadzono badania jednoosiowego ściskania oraz w trójosiowym stanie naprężeń dla szeregu różnych orientacji uwarstwienia gruntu. Wyniki doświadczeń przedstawiono w postaci zależności: kąt uwarstwienia mikrostruktury i odpowiadająca temu nośność graniczna. Stworzono w ten sposób charakterystyki wytrzymałości w odniesieniu do orientacji mikrostruktury dla różnych wartości ciśnień okólnych wywieranych na próbkę tj. 0 kPa, 50 kPa, 200 kPa. Ze względu na kierunkową orientację mikrostruktury iłów warwowych badania wytrzymałościowe przeprowadzono ze szczególnym uwzględnieniem identyfikacji mechanizmów niszczących. W pracy zamieszczono zdjęcia prezentujące te mechanizmy dla wybranych kątów uwarstwienia. Otrzymane wyniki jednoznacznie wskazują na silną zależność pomiędzy orientacją mikrostruktury a jej wytrzymałością

Wytrzymałość na ścinanie bez odpływu silnie skonsolidowanych iłów

The undrained shear strength (cu) is considered one of the most basic parameter characterizing soils in engineering practice. The particular importance of cu is in the case of clayey soil. This parameter also is the basis for the classifi cation of soil according to the ISO standard. The undrained shear strength usually is determined from unconfi ned compression test or from triaxial compression test. In the simple way it can be estimated from the fall cone penetrometer test as index parameter. In the presented work the results of unconfi ned compression tests for very stiff, heavily consolidated clay were shown. All analysed clay specimens were taken from the large depth, up to 303 m below terrain level. The tests results: undrained shear strength (cu) and unconfi ned compression strength (qu) were discussed in the relation on in situ consolidation stress, Atterberg’s limits and the indicatory test – fall cone test results.W pracy przedstawiono wyniki badań wytrzymałości na ściskanie (qu) i ścinanie w warunkach bez odpływu (cu) silnie skonsolidowanych iłów. Próby pobrano z otworów wiertniczych prowadzonych do głębokości 303 m, wykonanych na terenie Dolnego Śląska. Badania wykonywano dwoma metodami: metodą ściskania w stanie jednoosiowego naprężenia oraz penetrometrem stożkowym. Wartość cu obliczano z badań penetrometrem, stosując zalecenia PKN-CEN ISO/TS 17892:2009. Wartości wytrzymałości cu uzyskane z testu ściskania wyniosły 31,0÷658,0 kPa. Wyniki badań wskaźnikowych wytrzymałości cu wykonane penetrometrem stożkowym wykazały nadzwyczaj duże wartości cu(corr) z zakresu 3,8÷11,13 MPa. Zauważono, że zależność korelacyjna pomiędzy masą stożka, jego penetracją i wytrzymałością cu, zalecana przez PKN CEN, nie ma zastosowania w przypadku zwartych silnie skonsolidowanych iłów. Stosowanie penetrometru stożkowego do oceny wytrzymałości cu zwartych skonsolidowanych iłów wymaga dalszych badań i znalezienia odpowiedniej korelacji pomiędzy penetracją stożka a jego masą i wytrzymałością cu

Reliability of foundation in varve clay

W artykule przedstawiono analizę niezawodności fundamentu posadowionego w iłach warwowych. Przy wykorzystaniu anizotropowego kryterium wytrzymałości numerycznie określono zależność pomiędzy katem uwarstwienia a nośnością fundamentu. Wykorzystując tą zależność i zakładając kąt uwarstwienia jako zmienną losową, obliczono współczynniki bezpieczeństwa posadowienia. Współczynniki bezpieczeństwa przedstawiono jako funkcje zależne od wartości oczekiwanej i rozrzutu kąta uwarstwienia. Jako rezultat analizy określony został globalny współczynnik bezpieczeństwa, gwarantujący bezpieczeństwo konstrukcji na żądanym poziomie, dla dowolnej wartości kąta uwarstwienia.This work deals with reliability of foundation located in varve clays. Using anisotropic strength criterion relation between bearing capacity of foundation and lamination angle of soil in numerical way is obtained. This relation is then used to evaluate global safety factors for foundation assuming lamination angle to be random variable. Global safety factors are then presented as a function of mean value and deviation of lamination angle. As result, global safety factor is obtained, which grants safety of construction on given level for all values of lamination angle

Reliability of excavation protection in varved clay

W artykule przedstawia się podejście niezawodnościowe do projektowania zabezpieczenia wykopu wykonanego w iłach warwowych. Wykorzystując metodologię przedstawioną w poprzedniej pracy autorów pokazuje się przypadek w którym od kąta uwarstwienia ośrodka zależy obciążenie konstrukcji. Dla tego przypadku, zakładając kąt uwarstwienia jako jedyną zmienną losową, określa się globalny współczynnik bezpieczeństwa dla obciążenia kotwi gruntowej. Dla zadanej wartości prawdopodobieństwa awarii współczynnik ten przedstawia się jako funkcję wartości oczekiwanej kąta uwarstwienia oraz przedziału jego zmienności. Ze względu na uzyskane duże wartości globalnego współczynnika bezpieczeństwa podejmuje się również próbę określenia w podobnej postaci częściowego współczynnika bezpieczeństwa dla kąta uwarstwienia.This work deals with reliability approach for designing a protection of excavations located in varved clays. Using methodology presented in previous work of authors, this time the problem in which the load acting on construction depends on stratification angle is considered. The lamination angle is assumed to be a single random variable. A methodology of global safety factor determination for anchor load is presented. For assumed value of failure probability these factors are presented as a function of mean value and deviation of lamination angle. An attempt of obtaining partial factor of safety is also performed

Neurobehavioral effects of uremic toxin–indoxyl sulfate in the rat model

AbstractChronic kidney disease (CKD) is deemed to be a worldwide health concern connected with neurological manifestations. The etiology of central nervous system (CNS) disorders in CKD is still not fully understood, however particular attention is currently being paid to the impact of accumulated toxins. Indoxyl sulfate (IS) is one of the most potent uremic toxins. The purpose of the present study was to assess IS concentrations in the cerebellum, brainstem, cortex, hypothalamus, and striatum with hippocampus of rats chronically exposed to IS. To evaluate IS impact on neurochemical and behavioral alterations, we examined its influence on brain levels of norepinephrine, epinephrine, dopamine, serotonin and their metabolites, as well as changes in behavioral tests (open field test, elevated plus maze test, chimney test, T maze test, and splash test). Our results show the highest IS accumulation in the brainstem. IS leads to behavioral alterations involving apathetic behavior, increased stress sensitivity, and reduced locomotor and exploratory activity. Besides, IS contributes to the impairment of spatial memory and motor coordination. Furthermore, we observed reduced levels of norepinephrine, dopamine or serotonin, mainly in the brainstem. Our findings indicate that IS can be one of the crucial uremic factors responsible for altered mental status in CKD.</jats:p