Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Rock failure analysis of the broken zone around a circular opening

Lazemi H. A., Marji M. F., Bafghi A. R. Y., Goshtasbi K.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 1

165--188

EN

In this paper, considering the non-linear Hoek-Brown failure criterion, a new theoretical model is presented to predict the stress components and estimate the plastic zone radius around a circular tunnel. The tunnel is excavated in an elasto-plastic rock mass subjected to plane hydrostatic and axial in situ stresses. Effects of the axial in situ stress on the plastic zone radius and stress components are studied. Based on the combination of plane hydrostatic and axial in situ stresses with the equilibrium equation and a suitable failure criterion (Hoek & Brown failure criterion), several cases are considered. For each case, the stress components, the plastic zone radius and the necessary conditions for its occurrence are determined. The results obtained by the present method are compared with those using Mohr-Coulomb criterion and with the experimental data, illustrating the validity of the present model in predicting the failure zone radius.

PL

W artykule zaprezentowano opracowany w oparciu o nieliniowy warunek wytrzymałości Hoeka- Browna nowy model teoretyczny przeznaczony do prognozowania składowych naprężeń i estymowania promienia strefy plastycznej wokół tunelu o przekroju kołowym. Tunel wydrążony został w sprężysto- -plastycznej skale pozostającej pod wpływem płaskich stanów naprężenia (naprężeń hydrostatycznych) oraz naprężeń osiowych zarejestrowanych in situ. Przeanalizowano skutki oddziaływania naprężeń osiowych in situ na promień strefy plastycznej oraz na składowe naprężenia. Zakładając połączenie płaskich stanów naprężenia, naprężeń osiowych działających in situ z warunkiem równowagi i odpowiednim warunkiem wytrzymałości (warunek wytrzymałości Hoeka-Browna), przeanalizowano kilka wyodrębnionych przypadków. Dla każdego z rozważanych przypadków określono składowe naprężenia, promień strefy plastycznej oraz warunki niezbędne do jej wystąpienia. Wyniki uzyskane przy użyciu prezentowanej metody porównano z wynikami otrzymanymi w oparciu o warunek wytrzymałości Mohra-Coulomba oraz z danymi eksperymentalnymi, dowodząc zasadności stosowania obecnego modelu do prognozowania promienia strefy spękań.

2

Modified stability charts for rock slopes based on the Hoek-Brown failure criterion

Nekouei K., Ahangari K.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

747--766

EN

Only an article rendered by Lia et al. in 2008 has represented charts based on Hoek-Brown criterion for rock slopes, however, these charts are not precise and efficient. Because of this problem, a modification is suggested for the mentioned charts in this study. The new charts are calculated according to four methods. Among the methods, one relates to finite element method using Phase2 software. The other three methods are Janbu, Bishop and Fellenius that belong to limit equilibrium method by using Slide software. For each slope angle, the method having high correlation coefficient is selected as the best one. Then, final charts are rendered according to the selected method and its specific equations. Among forty equations, twenty-five ones or 62.5% relate to numerical method and Phase2 software, six ones or 15% belong to Fellenius limit equilibrium, six ones or 15% relate to Bishop limit equilibrium, and three ones or 7.5% belong to Janbu limit equilibrium. In order to validate new charts, slope stability analysis is carried out for several sections of Chadormalu iron ore open pit mine, Iran. The error percentage of new charts in limit equilibrium method using Slide software and in Bishop method for slopes of Chadormalu iron ore mine are rendered and compared. The charts on a basis of Hoek-Brown failure criterion for rock slopes show less than ±4% error. This indicates that these charts are appropriate tools and their safety factor is optimal for rock slopes.

PL

Diagramy stabilności skalistych zboczy otrzymane w oparciu o warunek wytrzymałości Hoeka- Browna znaleźć można jedynie w pracy Lia et al. (2008), choć wykresy te nie są absolutnie dokładne i jasne. Dlatego też w niniejszym artykule zaproponowano pewną modyfikację diagramów. Nowe wykresu sporządzono w oparciu o cztery metody. Jedna z metod opiera się na metodzie elementów skończonych i wykorzystuje oprogramowanie Phase2. Pozostałe trzy podejścia to metody Janbu, Bishopa i Felleniusa bazujące na metodzie równowagi granicznej i wykorzystujące oprogramowanie Slide. Dla każdego kąta nachylenia zbocza, wybierana jest metoda najskuteczniejsza, czyli taka która zapewnia wysoki współczynnik korelacji. Następnie sporządzane są wykresy końcowe, zgodnie w wybraną metodą i z wykorzystaniem odpowiednich równań. Spośród 40 równań, 25 z nich (czyli 62.5%) odnosi się do metod numerycznych (oprogramowanie Phase2), sześć równań (15%) należy do metody równowagi granicznej Felleniusa, kolejne sześć równań (15%) ma odniesienie do metody równowagi granicznej Bishopa, zaś trzy równania (7.5%) należą do metody równowagi granicznej Janbu. W celu walidacji nowych diagramów, przeprowadzono analizę stabilności zboczy na kilku wybranych odcinkach kopalni odkrywkowej rud żelaza w Chadormalu, Iran. Następnie porównano otrzymane procentowe wskaźniki niedokładności nowych diagramów uzyskanych za pomocą metody równowagi granicznej i przy wykorzystaniu oprogramowania Slide oraz w metodzie Bishopa obliczone dla zboczy kopalni rud żelaza Chadormalu. Diagramy uzyskane na podstawie warunku stabilności Hoeka-Browna dla zboczy w kopalni dają wskaźnik błędu na poziomie ±4%. Oznacza to, że diagramy takie są odpowiednimi narzędziami a współczynniki bezpieczeństwa dla zboczy skalnych wyliczone na ich podstawie uznać można za optymalne.

3

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

Małkowski P.

Przegląd Górniczy

|

2010

|

T. 66, nr 11

46-52

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.