Characterisation of spoil materials to develop an equivalent spoil material for physical model tests

The engineering behaviour of spoil (overburden) needs to be explored either to understand the stability of reservoir slopes under various geological and climatic conditions or for the effective utilisation of reclaimed mines for sustainable infrastructure (e.g., onshore wind turbines). The spoil material is usually considered as highly heterogeneous, and samples collected from the same site can exhibit widely varying characteristics. In this study, spoil material from a mine site in the Czech Republic is characterised using in-situ field tests and laboratory tests. Cone penetration tests were performed in the field and sample cores were collected for laboratory testing. In the laboratory, the index and engineering characteristics of the spoil were evaluated. Given the measured characteristics and behaviour of the field spoil, an equivalent spoil is proposed to perform physical modelling tests using geotechnical centrifuge. This enables simulation of the field spoil behaviour in controlled centrifuge testing, from which other aspects of spoil (e.g. stability of spoil slopes, spoil-structure interaction) can be investigated.

Zachowanie zwałowisk pogórniczych (nadkładu) pod względem inżynieryjnym powinno zostać zbadane w celu określenia stabilności zboczy zbiorników poeksploatacyjnych w różnych warunkach geologicznych i klimatycznych lub w celu efektywnego wykorzystania rekultywowanych kopalń do budowy zrównoważonej infrastruktury (np. lądowych turbin wiatrowych). Materiał zwałowisk pogórniczych jest zwykle uważany za wysoce niejednorodny, a próbki pobrane z tego samego miejsca mogą wykazywać bardzo różne właściwości. W niniejszej pracy, materiał odpadowy z czeskiej kopalni został scharakteryzowany przy użyciu badań terenowych i laboratoryjnych in-situ. W terenie przeprowadzono sondowania CPT, a do badań laboratoryjnych pobrano próbki rdzeniowe. W laboratorium oceniono właściwości indeksowe i inżynieryjne materiału. Biorąc pod uwagę zmierzone cechy i zachowanie się materiału pogórniczego, zaproponowano materiał równoważny do wykonania modelowania fizycznego z wykorzystaniem wirówki geotechnicznej. Umożliwia to symulację zachowania się materiału w kontrolowanych badaniach wirówkowych, na podstawie których można badać inne cechy materiałów pogórniczych (np. stabilność skarp zwałowiska, interakcje zwałowisko-konstrukcja budowlana).