Assessment of the local variability of mechanical parameters of rock material based on the construction of a road tunnel drilled in the Carpathian flysch

openaccess, Vol. 637 (9) 2025 / piątek, 19 września, 2025

Ocena lokalnej zmienności parametrów mechanicznych materiału skalnego na przykładzie budowy tunelu drogowego drążonego we fliszu karpackim

(Open Access)

DOI: 10.15199/33.2025.09.18

citation/cytuj: Różański A., Bodak B., Masłowski M., Pachnicz M., Lewandowski G. Assessment of the local variability of mechanical parameters of rock material based on the construction of a road tunnel drilled in the Carpathian flysch. Materiały Budowlane. 2025. Volume 637. Issue 09. Pages 136-144. DOI: 10.15199/33.2025.09.18

The aim of the study was to analyze the local variability of the Carpathian flysch using computer microtomography and nanoindentation. Significant differences in the mechanical and physical properties of the material were demonstrated, confirming the need to assess the microstructure of the rock material for accurate estimation of the prevailing geological conditions. The presented approach to research ultimately improves the safety and efficiency of tunneling work.

Celem badania była analiza lokalnej zmienności fliszu karpackiego za pomocą mikrotomografii komputerowej i nanoindentacji. Wykazano duże różnice we właściwościach mechanicznych i fizycznych badanego materiału, co potwierdza potrzebę oceny mikrostruktury materiału skalnego do prawidłowego oszacowania panujących warunków geologicznych. Przedstawione podejście do badań umożliwia poprawę bezpieczeństwa i efektywności prowadzenia prac podczas drążenia tunelu.
microtomography; nanoindentation; microstructure; Carpathian flysch.

mikrotomografia; nanoindentacja; mikrostruktura; flisz karpacki.
  1. Tajduś K, Tajduś A, Cała M. Geomechanika w budownictwie podziemnym. Projektowanie i budowa tuneli. 2012.
  2.  Chen F, Wang L, Zhang W. Reliability assessment on stability of tunnelling perpendicularly beneath an existing tunnel considering spatial variabilities of rock mass properties. Tunn Undergr Space Technol. 2019; doi:10.1016/j.tust.2019.03.013.
  3. Beer A. Bestimmung der Absorption des rothen Lichts in farbigen Flüssigkeiten. Ann Phys. 1852; doi:10.1002/andp.18521620505.
  4.  Feldkamp LA, Davis LC, Kress JW. Practical cone-beam algorithm. JOSA A. 1984; doi:10.1364/JOSAA.1.000612.
  5. Constantinides G, Chandran KR, Ulm FJ, Van Vliet KJ. Grid indentation analysis of composite microstructure and mechanics: Principles and validation. Mater Sci Eng A. 2006;430:189–202.
  6.  Ulm FJ, Vandamme M, Bobko C, Alberto Ortega J, Tai K, Ortiz C. Statistical indentation techniques for hydrated nanocomposites: concrete, bone, and shale. J Am Ceram Soc. 2007;90:2677–2692.
  7.  Sneddon IN. The relation between load and penetration in the axisymmetric boussinesq problem for a punch of arbitrary profile. Int J Eng Sci. 1965; doi: 10.1016/0020-7225(65)90019-4.
dr hab. inż. Adrian Różański, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0003-3150-6429
mgr inż. Bartłomiej Bodak, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0003-0162-9492
mgr inż. Mikołaj Masłowski, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0009-0006-2656-7058
mgr inż. Michał Pachnicz, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego
ORCID: 0000-0002-7274-0580
mgr inż. Grzegorz Lewandowski, Mirbud S.A.

dr hab. inż. Adrian Różański, Politechnika Wrocławska Wydział Budownictwa Lądowego i Wodnego ORCID: 0000-0003-3150-6429

Correspondence address: adrian.rozanski@pwr.edu.pl

Full paper:

DOI: 10.15199/33.2025.09.18

Article in PDF file

Received: 07.04.2025 / Artykuł wpłynął do redakcji: 07.04.2025 r.
Revised: 30.06.2025 / Otrzymano poprawiony po recenzjach: 30.06.2025 r.
Published: 19.09.2025 / Opublikowano: 19.09.2025 r.