Wpływ mułu na upłynnienie gruntu
Upłynnienie gruntu to zjawisko, w którym następuje zmniejszenie siły i sztywności gruntu wskutek trzęsienia ziemi lub innej gwałtownej zmiany. Zjawisko upłynnienia, poprzez podważanie fundamentów budynków i innych form infrastruktury, może prowadzić do ogromnych zniszczeń — czego przykładem było trzęsienie ziemi w Christchurch w Nowej Zelandii w 2011 r. Celem projektu LIQUEFCTN SILTYSANDS (Influence of silt characteristics on liquefaction behaviour of silty sands) było zbadanie wpływu, jaki ziarna piasku wielkości mułu mają na zachowanie upłynniające gruntów piaszczystych. Jest to ważny obszar badań ze względu na odnotowywane na całym świecie przypadki upłynnienia gruntu zawierającego piaski muliste w następstwie trzęsienia ziemi. Upłynnienie ma jednak miejsce również w warunkach obciążenia statycznego, jakie występują na przykład w zwałowiskach, wysypiskach odpadów, nasypach, wałach przeciwpowodziowych i zaporach ziemnych, w których obecny jest piasek i muł. Projekt LIQUEFCTN SILTYSANDS miał trzy główne cele, z których pierwszy polegał na zbadaniu wpływu mułu na upłynnienie piasków mulistych w warunkach obciążenia statycznego. Drugim celem było zbadanie wpływu ziaren mułu na upłynnianie piasków mulistych w warunkach obciążenia dynamicznego, jak przy obciążeniach sejsmicznych podczas trzęsień ziemi. Pierwsze dwa założenia realizowane były za pomocą testów monotonicznych i kompresji cyklicznej przeprowadzanych na różnych piaskach mulistych. Celem ostatecznym było sporządzenie zaleceń dla branży inżynierii geotechnicznej oraz stron zaangażowanych w ocenę upłynnienia. Wstępne wyniki ujawniły, że zdolność ziaren wielkości mułu (o średnicy mniejszej niż 0,0075 mm) w piasku zwiększa jego potencjał upłynnienia. Co więcej potencjał ten wzrasta w wyniku wielu czynników, takich jak wielkość i gradacja frakcji mułu w obrębie dominującego podłoża piaskowego. Naukowcy odkryli też, że zmiana charakterystyki kształtu, na przykład nachylenia, matrycy ziaren w gruntach piaszczystych także może wpływać na upłynnienie. Stwierdzono także zależność między różnymi cechami mułu, takimi jak zawartość, kształt i gradacja drobin, a upłynnieniem. Wyniki projektu LIQUEFCTN SILTYSANDS wyjaśnią, które czynniki zwiększają i zmniejszają wpływ potencjału upłynnienia piasków. Pokażą także, jakiego rodzaju poprawki lub modyfikacje są wymagane do obecnych procedur ewaluacji, pomagając w ten sposób chronić obywateli przed skutkami trzęsień ziemi.
Słowa kluczowe
Muł, upłynnienie, trzęsienia ziemi, LIQUEFCTN SILTYSANDS, obciążenie statyczne
