- Tytuł:
-
Slope stability analysis of post-mining dumps with the use of photogrammetric geometry measurements - a case study
Analiza stateczności skarp hałd pokopalnianych z wykorzystaniem pomiarów fotogrametrycznych - studium przypadku - Autorzy:
-
Wróblewska, Magdalena
Kowalska, Magdalena
Łupieżowiec, Marian - Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/27322974.pdf
- Data publikacji:
- 2023
- Wydawca:
- Polska Akademia Nauk. Czasopisma i Monografie PAN
- Opis:
-
Post-mining dumps are a common sight in the industrial areas of Silesia (Poland). Despite several reclamation projects, many of them still constitute an unresolved problem. It is not only a matter of unaesthetic view - they often pose a threat to the environment and the people living nearby. Despite revitalization, some dumps are not properly maintained and are at the risk of slope failure. Such places require constant geodetic observation and stability control. In this article, the example of a dump located in the city of Gliwice was used to show the possibilities offered by the use of photogrammetry and unmanned aerial vehicles (UAV) for cyclic checks of the embankment condition. The current state of the dump and the results of interventions after two incidents of slope failure,were observed. The main slopes of the terrain surface and at the selected cross-sections were determined in two flight missions. The obtained geometrical data were used in the further numerical analysis. Finite Element Method model representing one of the escarpment cross-sectionswas built to estimate the factor of safety and determine the main mechanisms responsible for the failure. Elastic-perfectly plastic Coulomb-Mohr model was used to describe the behaviour of the minestone and the ‘c - tan φ reduction’ -for calculation of the stability. The problem of reliable material properties’ estimation was emphasized. The analysis included the impact of seepage and total head difference on the slope stability. It was concluded that the rainfall intensity had a decisive influence on the instability of the dump.
Hałdy pokopalniane nadal stanowią typowy element w krajobrazie Górnego Śląska. Wiele z nich nie jest już użytkowana przez kopalnie węgla kamiennego jako miejsce składowania odpadów; została poddana procesom rekultywacji i przeznaczona na tereny inwestycyjne. Na takim obszarze mieści się np. katowicki „Spodek” czy Wojewódzki Park Kultury i Wypoczynku w Chorzowie. Często tereny te nie są jednak właściwie zabezpieczone i mimo rewitalizacji, niektóre nasypy mogą stanowić zagrożenie dla mieszkańców i środowiska. Przykładem takiego problemu jest hałda przy ulicy Pszczyńskiej w Gliwicach, będąca pozostałością po kopalni węgla kamiennego, która zakończyła wydobycie w tym rejonie ponad 20 lat temu. Na długości ok 600 metrów skarpa o wysokości ok. 8 m sąsiaduje bezpośrednio z ruchliwą drogą. Wielokrotnie, zwykle po ulewnych opadach deszczu, następowały na tym obszarze osuwiska skutkujące zamknięciem znacznego odcinka drogi dla ruchu kołowego. Tego typu miejsca wymagają stałej obserwacji geodezyjnej i kontroli stateczności. W wielu przypadkach trudno jest ustalić właściciela hałdy, przez co wejście w teren w celu wykonania klasycznych pomiarów geodezyjnych jest utrudnione. Dodatkowo z uwagi na często strome i wysokie skarpy, wykonywanie pomiarów klasycznych może stanowić zagrożenie dla osób mierzących. Wówczas przydatne stają się techniki zdalne, takie jak wykorzystanie bezzałogowego statku powietrznego (BSP, potocznie: „dron”). Wyniki pomiarów mogą być następnie wykorzystane w analizach numerycznych dotyczących stateczności skarp. Problematyczne oczywiście pozostaje ustalenie wartości parametrów modeli konstytutywnych reprezentujących materiał budujący hałdę. W niniejszym artykule na przykładzie hałdy zlokalizowanej na terenie miasta Gliwice pokazano możliwości, jakie daje wykorzystanie fotogrametrii oraz bezzałogowych statków powietrznych (BSP) do cyklicznych kontroli stanu nasypów. Obserwowano aktualny stan zwałowiska oraz efekty naprawy po dwóch przypadkach awarii skarpy. Podczas dwóch misji lotniczych wyznaczono główne spadki powierzchni terenu oraz wybrane przekroje poprzeczne. Uzyskane dane geometryczne wykorzystano w dalszej analizie numerycznej. Zdefiniowano model z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych, reprezentujący jeden z przekrojów skarpy w celu oszacowania współczynnika bezpieczeństwa oraz określenia głównych mechanizmów odpowiedzialnych za awarię. Do opisu zachowania ośrodka gruntowego wykorzystano sprężysto-idealnie plastyczny model Coulomba-Mohra, a w analizie stateczności użyto metody redukcji wytrzymałości „c - tan φ”. Zwrócono uwagę na problem wiarygodnego oszacowania właściwości materiałów. W analizie uwzględniono wpływ ciśnienia spływowego i różnicy naporów na stateczność skarpy. Stwierdzono, że decydujący wpływ na niestabilność zwałowiska miała intensywność opadów deszczu. - Źródło:
-
Archives of Civil Engineering; 2023, 69, 4; 171--185
1230-2945 - Pojawia się w:
- Archives of Civil Engineering
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł