Effect of Blast-induced Ground Vibration on Factor of Safety of Pit Wall Stability

• Autorzy: Jaroonpattanapong P. , Pantachang K. , Thungfung S. , Petthong N.

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2020-02-19

Warianty tytułu

PL

Wpływ wibracji gruntu wywołanych podmuchami na współczynnik bezpieczeństwa stabilności zboczy odkrywki

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The regulated maximum peak particle velocity (PPV) from blasting operations of an open-pit coal mine is less than 2 mm/s to prevent mainly any public disturbance such as ground vibration and air blast. However, the blast-induce ground vibration can also decrease the stability of pit slope, which has not been intensively studied. A claystone pit wall, which is geotechnically investigated as having a plane failure type and the natural condition factor of safety (FS), has been selected for this study. The FS is selected to measure the effect of blast-induced ground vibration on the slope stability. The limit equilibrium, pseudo-static 1 (), and pseudo-static 2 () methods are used to determine the FS. The vibration results of blasting monitored at three slope positions: crest, middle, and toe, from two areas at the same pit wall, are recorded by blasting seismographs. Maximum charge weight per delay and the distance from blast areas to seismographs are collected to construct the scaled distance. The percentage change of FS of three methods from both areas compared to natural condition FS are all less than 4 percent considered that the slope stability is safe from blasting vibration (less than 15 percent). The relationship between the FS and maximum PPV from the limit equilibrium, pseudo-static 1 (), and pseudo-static 2 () methods indicate that the adverse maximum PPVs given the unity FS are 16.60 and 4.58, and 4.74 mm/s, respectively. The regulated PPV less than 2 mm/s at the mine is reasonable to prevent any possible plane failure. However, many impact parameters have not been included in this study, and their effects may disturb the pit wall stability.

PL

Regulowana maksymalna szczytowa prędkość cząstek (PPV) z operacji wybuchowych w kopalni odkrywkowej wynosi mniej niż 2 mm / s, aby zapobiec głównie wszelkim zakłóceniom społecznym, takim jak wibracje gruntu i podmuch powietrza. Jednak wibracje gruntu wywołane podmuchami mogą również zmniejszyć stabilność zbocza wykopu, co nie było intensywnie badane. Do badania wybrano ścianę iłowca, która została zbadana geotechnicznie jako mająca typ zniszczenia płaskiego i znana jako naturalny współczynnik bezpieczeństwa (FS). FS jest wybierany do pomiaru wpływu wibracji gruntu wywołanych podmuchami na stabilność zbocza. Równowaga graniczna, metody pseudo-statyczne 1 (kH) i pseudostatyczne 2 (kH, kv) są używane do wyznaczania FS. Wyniki drgań robót strzałowych monitorowane w trzech położeniach zboczy: w wierzchołku, w środku i na palcach z dwóch obszarów na tej samej ścianie wykopu są rejestrowane za pomocą sejsmografów strzałowych. Maksymalny ciężar ładunku na opóźnienie i odległość od obszarów wybuchu do sejsmografów są zbierane w celu obliczenia wyskalowanej odległości. Procentowa zmiana FS trzech metod z obu obszarów w porównaniu ze stanem naturalnym FS wynosi mniej niż 4 procent, co oznacza, że stabilność zbocza jest bezpieczna przed drganiami wybuchowymi (mniej niż 15 procent). Zależność między FS i maksymalnym PPV z równowagi granicznej, pseudo- statyczna 1 (kH) i pseudo-statyczna 2 (kH, kv) wskazuje, że niekorzystne maksymalne PPV przy jednostkowej FS wynoszą 16,60 i 4,58 oraz 4,74 mm / s, odpowiednio. Regulowany PPV poniżej 2 mm / s w kopalni jest rozsądnym rozwiązaniem, aby zapobiec możliwej awarii. Jednak wiele parametrów uderzenia nie zostało uwzględnionych w tym badaniu, a ich wpływ może naruszyć stabilność zboczy odkrywki.

Słowa kluczowe

EN

blast-induced ground vibration; slope stability; factor of safety; limit equilibrium analysis; pseudo-static analysis

PL

wibracje gruntu wywołane podmuchami; stateczność zbocza; współczynnik bezpieczeństwa; analiza równowagi granicznej; analiza pseudostatyczna

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 2, vol. 1
• Strony: 147--154
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Jaroonpattanapong P.

• Chiang Mai University, Chiang Mai, 50200, Thailand

autor

Pantachang K.

• Chiang Mai University, Chiang Mai, 50200, Thailand

autor

Thungfung S.

• Chiang Mai University, Chiang Mai, 50200, Thailand

autor

Petthong N.

• Electricity Generating Authority of Thailand, Lampang, Thailand

Bibliografia

• 1. BARTON, N., 1990. Scale effects or sampling bias? Closing lecture. 1st International Workshop on Scale Effects in Rock Masses. Loen, Norway, 7–8 June 1990. A.A. Balkema.
• 2. BRAY, J.D. & TRAVASAROU, T., 2009. Pseudostatic Coefficient for Use in Simplified Seismic Slope Stability Evaluation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering. 135(9), pp.1336-1340.
• 3. BUREAU OF INDIAN, 2002. IS 1893(2002). Indian standards criteria for earthquake resistant design of structures Part 1.
• 4. CALIFORNIA DEPARTMENT OF CONSERVATION, 2008. The ShakeOut Scenario USGS Open File Report 2008-1150 CGS Preliminary Report 25 Version 1.0 2008. Reston, Virginia: USGS.
• 5. DAS, S. & MAHESHWARI, B.K., 2019. Effect of vertical seismic coefficient in slope stability analysis. 7th Indian Young Geotechnical Engineers Conference. NIT Silchar, Assam, India, 15-16 March 2019.
• 6. EGAT, 2018. Geotechnical Report 1985. Mae Moh mine.
• 7. HYNES, M. E. & FRANKLIN, A. G., 1984. Rationalizing the seismic coefficient method. Miscellaneous Paper GL-84-13. U.S. Army Corps of Engineer Waterways Experiment Station, Vicksburg, Mississippi, pp. 21-34.
• 8. JIMENO, C.L, JIMENO, E.L. & CARCEDO, F.J.A., 1995. Drilling and Blasting, Brookfield, VT, USA: A.A.Balkema Publishers.
• 9. LIN, J.S., & WHITMAN, R.V., 1986. Earthquake induced displacement of sliding blocks. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 112(1), Jan 1986.
• 10. KONG, W.K., 2013. Blasting vibration assessment of rock slopes and a case study, slope stability. In: DIGHT, P.M., ed. Australian Centre for Geomechanics. Perth, pp.1-10.
• 11. MELO, C. & SHARMA, S., 2004. Seismic coefficients for pseudostatic slope analysis. 13th World Conference on Earthquake Engineering. Vancouver, B.C., Canada, August 1-6, 2004. paper no. 369.
• 12. NENAD, D., IAN, B., PETER, C., GIDEON, C. & GLEN. H., 1999. Effect of Blast Vibration on Slope Stability. EXPLO 99. November 1999. pp.1-22.
• 13. NEWMARK, N.M., 1965. Effects of Earthquakes on Dams and Embankments. Geotechnique, 15(2), pp.139-159.
• 14. PITEAU, R. & MARTIN, D.C., 1982. Mechanics of Rock Slope Failure. 3rd International Conference of Stability in Surface Mining. Vancouver, Canada, 1-3 June 1982. pp.113-169.
• 15. RACHPECH, V., BUNNAUL, P., JULAPONG, P. & WALTHONGTHANAWUT, T., 2014. Local ground parameters of blasting vibration models for different geological structures at Mae Moh lignite mine, Thailand. Songklanakarin J. Sci. Technol. 36(1), Jan. - Feb. 2014, pp.89-95.
• 16. TERZAGHI, K., 1950. Mechanisms of Landslides. Engineering Geology (Berkey) Volume, Geological Society of America, reprinted in From Theory to Practice in Soil Mechanics, New York: John Wiley and Sons.
• 17. WYLLIE, D.C. & MAH, C.W., 1977. Rock Slope Engineering. 4th ed. Madison Avenue, New York, NY: Spon Press.
• 18. YAN, Y., ZHANG, Y. & HUANG, C., 2014. Impact of Blasting Vibration on Soil Slope Stability. In: BUND, V., ed. Electronic Journal of Geotechnical Engineering (EJGE), 19(2014), pp. 6559-6568.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).