Shear Strength of Industrial Wastes and Their Mixtures and Stability of Embankments Made of These Materials
Source abstract
Abstract
The paper presents the results of research on the influence of compaction on the shear strength of fly ash, unburnt and burnt coal wastes, and a composite (a mixture of unburnt coal waste and 30% of fly ash). The tests were carried out in a triaxial compression apparatus on samples with a diameter and height of 10 and 20 cm, respectively. In order to verify usability of the tested waste materials for earthworks, stability calculations of the road embankment made of these materials were carried out. It was shown that the tested materials were characterized by high values of shear strength parameters, which significantly depended on compaction. The most favorable values of the angle of internal friction and cohesion were obtained for the burnt coal waste, slightly lower for the composite, and the lowest for the fly ash. Stability calculations for the road embankment model showed that the slope inclination and the load on the embankment have a significant influence on the factor of safety. It was also shown that a decrease in cohesion causes significant decrease in the factor of safety. The tests and the stability calculations showed that the tested waste materials are useful for earth construction purposes.
Source: crossref · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: Geotechnical Engineering and Soil Stabilization · Geotechnical Engineering and Analysis · Geotechnical and construction materials studies
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Department of Hydraulic Engineering and Geotechnics, University of Agriculture in Kraków, al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Kraków, Poland
References (59)
Show source-provided references
1. Zasady lokalizowania składowisk odpadów w aspekcie wód podziemnych
2. Sherwood, P. (2001). Alternative Materials in Road Construction, Thomas Telford Ltd.
3. Colliery Spoil in Urban Development10.1016/B978-0-444-42876-9.50018-X ↗
4. Reuse of coal mining wastes in civil engineering—Part 2: Utilization of minestone10.1016/0956-053X(95)00008-N ↗
5. Gruchot, A. (2016). Utilisation of Coal Mining Wastes and Fuel Ashes for Engineering Purposes as a Factor of Environmental Development and Protection, (in Polish: Utylizacja Odpadów Powęglowych i Poenergetycznych do Celów Inżynierskich Jako Czynnik Kształtowania i Ochrony Środowiska), Uniwersytet Rolniczy im Hugona Kołłątaja. Zeszyty Naukowe (Rozprawy).
6. Skarżyńska, K.M. (1997). Odpady Powęglowe i Ich Zastosowanie w Inżynierii Lądowej i Wodnej, Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie.
7. Zagrożenie pożarowe na zwałowiskach odpadów powęglowych
8. Wpływ stopnia termicznego przeobrażenia odpadów powęglowych na ich skład mineralny i petrograficzny
9. Dudas, M.J., and Warren, C.J. (, 1988). Submicroscopic structure and characteristics of intermediate-calcium fly ashes. Proceedings of the Symposium Preceedings of Material Research Society.10.1557/PROC-113-309 ↗
10. Wytrzymałość na ściskanie popiołów lotnych z dodatkiem zbrojenia rozproszonego10.15576/ASP.FC/2015.14.3.43 ↗
11. Geotechnical properties of problem soils stabilized with fly ash and limestone dust in Philadelphia10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0000214 ↗
12. Wytrzymałość na ścinanie gruntów pylastych stabilizowanych popiołami fluidalnymi
13. Agnihotri, A., Reddy, K., and Bansal, A. (2019). Utilization of Municipal Solid Waste Ash for Stabilization of Cohesive Soil. Environmental Geotechnology. Lecture Notes in Civil Engineering, Springer.10.1007/978-981-13-7010-6 ↗
14. Wskaźnik nośności CBR kompozytów z odpadów powęglowych i popiołu lotnego
15. Wykorzystanie kompozytów z odpadów powęglowych i popiołu lotnego do budowy wałów przeciwpowodziowych
16. Engineering and environmental evaluation of silty clay modified by waste fly ash and oil shale ash as a road subgrade material10.1016/j.conbuildmat.2018.11.060 ↗
17. Przydatność rozkruszonych mieszanek popiołowo-żużlowo-gruntowych do konstrukcji podbudów drogowych
18. The preliminary research of the physico-mechanical properties of aggregates based on the colliery shale, supplemented by fly ash
19. Reuse of coal mining wastes in civil engineering—Part 1: Properties of minestone10.1016/0956-053X(95)00004-J ↗
20. Geotechnical engineering properties of fly ash and bottom ash: Use as civil engineering construction material
21. Properties and Use of Fly Ashes for Embankments10.1061/(ASCE)0733-9402(1990)116:2(71) ↗
22. Catastrophe revisited—Disastrous flow failures of mine and municipal solid waste10.1007/s10706-004-7067-y ↗
23. Characterization of Colliery Spoils in León: Potential Uses in Rural Infrastructures10.1007/s10706-013-9725-4 ↗
24. Carras, J.N., Day, S., Saghafi, A., and Roberts, O.C. (2005). Spontaneous Combustion in Open Cut Coal Mines—Recent AustralianResearch. Undergr. Coal Operators’ Conf., Available online: http://ro.uow.edu.au/coal/144.
25. Przebieg i przyczyny endogenicznego pożaru węgla kamiennego na zerkultywowanym składowisku odpadów komunalnych w Katowicach
26. Spontaneous combustion of coals and coal-shales10.1016/j.ijmst.2018.05.013 ↗
27. Leaching Behaviour of Trace Elements in Coal Spoils from Yangquan Coal Mine, Northern China10.1007/s12583-016-0720-6 ↗
28. Study on Physico-chemical Properties, Mineral Matters and Leaching Characteristics of Some Indian Coals and Fly Ash10.1007/s12594-015-0312-6 ↗
29. Wymywanie arsenu z odpadów powęglowych: Ocean metod badawczych
30. Geotechnical and chemical characteristics of ash and slag mixture of Skawina Power Plant (Poland)10.6001/geologija.v54i2.2481 ↗
31. Zawisza, E. (2001). Geotechniczne i środowiskowe aspekty uszczelniania grubookruchowych odpadów powęglowych popiołami lotnymi. Zeszyty Naukowe AR w Krakowie, 280.
32. Chemical and leaching characteristics of ash from combustion of coal, peat and wood in a 12MW CFB—A comparative study10.1016/S0016-2361(98)00137-9 ↗
33. Chemical speciation and leaching characteristics of hazardous trace elements in coal and fly ash from coal-fired power plants10.1016/j.fuel.2018.05.135 ↗
34. Chemical and geotechnical properties of ash-slag mixture from “Czajka” landfill near Tarnów
35. Ocena właściwości chemicznych i geotechnicznych mieszaniny popiołowo-żużlowej z elektrowni Skawina S.A. w modelowym badaniu zapory ziemnej10.15576/ASP.FC/2014.13.4.45 ↗
36. PN-EN 13286-2:2010 (2010). Mieszanki Niezwiązane i Związane Hydraulicznie. Część 2: Metody Badań Laboratoryjnych Gęstości na Sucho i Zawartości Wody. Zagęszczanie Metodą Proktora, Polski Komitet Normalizacyjny.
37. PN-EN ISO 17892-3:2016-03 (2016). Rozpoznanie i Badania Geotechniczne. Badania Laboratoryjne Gruntów. Część 3: Badanie Gęstości Właściwej, Polski Komitet Normalizacyjny.
38. PN-EN ISO 17892-8:2018-05 (2018). Rozpoznanie i Badania Geotechniczne. Badania Laboratoryjne Gruntów. Część 8: Badania Trójosiowe Bez Konsolidacji i Bez Drenażu, Polski Komitet Normalizacyjny.
39. PN-EN ISO 17892-1:2015-02 (2015). Rozpoznanie i Badania Geotechniczne. Badania Laboratoryjne Gruntów. Część 1: Oznaczanie Wilgotności Naturalnej, Polski Komitet Normalizacyjny.
40. PN-EN 1997-1:2008 (2008). Eurokod 7. Projektowanie Geotechniczne. Część 1. Zasady ogólne, Polski Komitet Normalizacyjny.
41. PN-S-02205:1998 (1998). Drogi Samochodowe. Roboty Ziemne. Wymagania i Badania, Polski Komitet Normalizacyjny.
42. PN-EN ISO 14688-2:2006 (2006). Badania Geotechniczne. Oznaczanie i Klasyfikowanie Gruntów. Część 2: Zasady Klasyfikacji, Polski Komitet Normalizacyjny.
43. Zastosowanie odpadów produkcyjnych zakładów Polsko-Węgierskiej Górniczej Spółki Akcyjnej HALDEX do ziemnych robót inżynierskich
44. Badania wytrzymałości na ścinanie odpadów powęglowych z KWK “Wesoła” w aparacie trójosiowego ściskania
45. Wykorzystanie odpadów przemysłowych do budowy i umacniania wałów przeciwpowodziowych
46. Rainbow, A.K.M. (1989). Geotechnical Properties of United Kingdom Minestone, British Coal.
47. Zawisza, E., and Zydroń, T. (2004). Badania wpływu zagęszczenia i wilgotności na wytrzymałość na ścinanie popiołów lotnych. XI Międzynarodowa Konferencja “Popioły z energetyki”. Wydawnictwo Ekotech Sp z o.o., 255–266.
48. Geotechnical properties of fly and bottom ash mixtures for use in highway embankments10.1061/(ASCE)1090-0241(2005)131:7(914) ↗
49. Behaviour of model footing on pond ash10.1007/s10706-006-9112-5 ↗
50. Wpływ nawodniania na ściśliwość odpadów powęglowych i ich mieszanek z popiołem lotnym
51. Dump Slope Stability Analysis—A Case Study10.1007/s12594-016-0540-4 ↗
52. Evaluation of the mechanical properties and critical slope parameters of mine tailings at Enyigba, South eastern, Nigeria10.1186/s40703-018-0075-1 ↗
53. Slope stability analysis of mine waste dumps at a mine site in Southeastern Nigeria10.1007/s10064-018-1304-8 ↗
54. Wpływ gruntów nasypowych na powstanie i rozwój osuwiska
55. A Coal Mine Dump Stability Analysis10.4236/gm.2011.11001 ↗
56. Zhigang, R.T., Chun, Z., Yong, W., Jiamin, W., and Manchao, H. (2018). Bo Research on Stability of an Open-Pit Mine Dump with Fiber Optic Monitoring. Geofluids.10.1155/2018/9631706 ↗
57. Analysis of Slope Stability of Fly Ash Stabilized Soil Slope10.1007/978-981-13-0368-5_13 ↗
58. Comparison and Use if Failure Envelope Forms for Slope Stability Analysis10.1007/s10706-018-0742-1 ↗
59. Preliminary results of pore pressure profiling on the Tęgoborze-Just landslide10.1051/e3sconf/20186602001 ↗