Wykorzystanie badań laboratoryjnych i kopalnianych do określania stałych warunków Hoeka-Browna

• Autorzy: Małkowski P.

Warianty tytułu

EN

Use of laboratory and mine research for determination of Hoek-Brown's condition constants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Kryterium Hoeka-Browna jest chętnie stosowane przez inżynierów górników, geomechaników, geotechników oraz specjalistów zajmujących się geologią inżynierską. Pozwala ono na ocenę wartości przemieszczeń, odkształceń i naprężeń, zarówno dla górotworu jednorodnego, jak i spękanego, co w konsekwencji pozwala na dobór odpowiedniej obudowy tuneli, konstrukcji podziemnych oraz wyrobisk górniczych. Warunek ten wykorzystywany jest w obliczeniach numerycznych, praktycznie na całym świecie. Dla określenia parametrów m i s warunku wytrzymałościowego Hoeka-Browna wykonuje się zwykle laboratoryjne badania wytrzymałościowe w trójosiowym stanie naprężeń. Można jednak powiązać opracowane przez autorów równania z obserwacjami geologiczno-inżynierskimi, wykonywanymi bezpośrednio w wyrobiskach górniczych lub na terenie posadowienia geotechnicznego obiektu inżynierskiego. W tym celu określa się wskaźnik jakości górotworu GSI lub RMR, dla oceny którego można wykorzystać badania penetrometryczne wykonywane w wyrobiskach górniczych oraz badania rdzeni wiertniczych. Biorąc pod uwagę specyfikę uwarstwionego górotworu karbońskiego, w jakim zalegają złoża węgla w Polsce, w artykule przedstawiono metodykę postępowania dla określania tych cech górotworu, które umożliwiają wykorzystanie kryterium Hoeka-Browna dla oceny stateczności wyrobisk podziemnych w polskich kopalniach węgla. Pokazano także typowe wartości wskaźnika RMR dla górotworu rejonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego.

EN

Hock-Brown's criterion is willingly used by mining engineers, geo-mechanics, geo-technicians as well as specialists busy with geological engineering. It enables evaluation of thrust size, deformations and stresses, as well of the homogeneous rock mass as cracked one, what results in proper selection of support for tunnels, underground constructions as well as min mining workings. This condition is used in numerical calculations practically all over the world. To determine parameters m and s of Hoek-Brown's strength condition, usually laboratory strength research is conducted in the special state of stresses. One can connect the equations worked out by the Authors with geological-engineering observations directly in mining workings or on the ground of geo-technical engineering object foundation. To this end the coefficient of rock mass quality GSI or RMR is determined, for evaluation of which penetrometric research executed in mining workings as well as testing of drill cores can be used. Taking into consideration the specifies of stratified Carbon rock mass, where the Polish coal deposits are bedded, methodology of determination of rock mass characteristics, enabling use of Hoek-Brown's criterion for evaluation of underground workings stability, is presented. Also the typical values of the coefficient RMR for the region of Upper Silesian Coal Basin, are shown.

Słowa kluczowe

PL

badania polowe; badania laboratoryjne; kryterium Hoeka-Browna; stałe empiryczne; wskaźniki jakości górotworu RMR i GSI

EN

Coefficients of rock mass quality RMR and GSI; Empirical constants; field and laboratory research; Hoek-Brown's criterion

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Górnictwa
• Czasopismo: Przegląd Górniczy
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 66, nr 11
• Strony: 46--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Małkowski P.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1. Cai M., Kaiser P. K., Tasaka Y, Minami M.: Determination of residual strength parameters of jointed rock masses using the GSI system. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, nr 44, 2007, s. 247÷265.
• 2. Cai M., Kaiser P. K., Uno H., Tasaka Y., Minami M.: Estimation of rock mass deformation modulus and strength of jointed hard rock masses using the GSI system. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, nr 41, 2004, s. 3÷19.
• 3. Dudek J., Wojtaszek A.: Określenie przydatności kryteriów Hoeka-Browna i Coulomba-Mohra dla oceny obciążeń na obudowę wyrobiska. Prace naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej, nr 63, Wrocław 1992, s. 55÷62.
• 4. Hoek E., Carranza-Torres C., Corkum B.: The Hoek-Brown Failure Criterion - 2002 Edition, Proceedings of 5th North American Rock Mechanics Symposium and 17th Tunneling Association of Canada Conference, 2002, s. 267÷271.
• 5. Hoek E., Kaiser P. K., Bawden W. F.: Support of Underground Excavations in Hard Rock. A.A. Balkema, Rotterdam 1995.
• 6. Hoek E., Marinos P.: A brief history of the development of the Hoek-Brown failure criterion. Soils and Rocks, No. 2, November 2007.
• 7. Hoek E., Wood D., Shah S.: A modified Hoek-Brown failure criterion for jointed rock masses. Proceedings of the ISRM Symposium Eurock, 92: Rock Characterization. J. A. Hudson Edition, London 1992, s. 209÷214.
• 8. Kwaśniewski M. : Zachowanie się skał izo- i anizotropowych w warunkach trójosiowego ściskania. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej nr 1510. Gliwice 2002.
• 9. Majcherczyk T., Małkowski P.: Głębokość zalegania skał karbońskich a zachowanie się górotworu wokół wyrobiska korytarzowego, Materiały konferencyjne XXV Zimowej Szkoły Mechaniki Górotworu: Zakopane, 18-22 marca 2002, Wydawnictwo KGBiG AGH, Kraków 2002, s. 427-435.
• 10. Majcherczyk T., Małkowski P., Niedbalski Z.: Badania nowych rozwiązań technologicznych w celu rozrzedzania obudowy podporowe w wyrobiskach korytarzowych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo--Dydaktyczne AGH, Kraków 2008.
• 11. Majcherczyk T., Małkowski P., Niedbalski Z.: Ocena masywu skalnego w oparciu o parametry geotechniczne skał. Geotechnika w górnictwie i budownictwie specjalnym : konferencja naukowo-techniczna poświęcona 50-leciu pracy Prof. zw. dr. hab. inż. Henryka FILCKA. Kraków. 9-10 grudnia 1999, Wydawnictwo „SCRIPTUM", Kraków 1999, s. 171÷183.
• 12. Małkowski P., Niedbalski Z., Majcherczyk T.: Konwergencja wyrobisk chodnikowych na podstawie wyników obliczeń numerycznych i ich weryfikacja pomiarami in-situ. Kwartalnik Górnictwo i Geoinżynieria. rok 32, zeszyt 1, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2008, s. 199÷215.
• 13. Martin C. D., Kaiser P. K., Christiansson R.: Stress, instability and design of underground excavations. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, nr 40, 2003, s. 1027÷1047.
• 14. Milne D., Hadjigeorgiou J., Pakalnis R.: Rock Mass Characterization for Underground Hard Rock Mines. Tunneling and Underground Space Technology, vol. 13, no 4, s. 383÷391.
• 15. Nierobisz A.: Oznaczanie własności mechanicznych skał za pomocą hydraulicznego penetrometru otworowego nowej generacji. Kwartalnik Górnictwo i Geoinżynieria, rok 34, zeszyt 2, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2010.
• 16. Rammamurthy T:. A geo-engineering classification for rocks and rock masses. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, nr 41, 2004, s. 89÷101.
• 17. Sjöberg J.: Estimating rock mass strength using the Hoek-Brown failure criterion and rock mass classification - a review and application to the Aznalcollar open pit. Department of Civil and Mining Engineering Division of Rock Mechanics. Lulea University of Technology, 1997.
• 18. Tzamos S., Sofianos A. I.: A correlation of four rock mass classification systems through their fabric indicies. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, nr 44, 2007, s. 477÷495.
• 19. www.rocscience.com/products/RocLab.asp
• 20. www.zbuiand.com.pl