Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analiza czynników mających wpływ na stateczność skarpy hałdy pokopalnianej

Łupieżowiec Marian, Kowalska Magdalena, Wróblewska Magdalena

Materiały Budowlane

|

2024

|

nr 2

73--78

2

Stability analysis of the slope subjected to the dynamic loading

Zabuski Lesław

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2023

|

z. 118

243--255

EN

This paper presents the results of a stability analysis of a slope located in the immediate vicinity of a railway line. The plans for the extension of this railway track include the construction of another line, which would run parallel to the existing one, within a few metres distance. It is expected that intensive goods train traffic will generate both static and dynamic forces in the underlying subsoil. Consequently, seismic vibrations will be generated in the subsoil, propagating mainly not only in the horizontal direction but also in the vertical direction. The method of seismic coefficient of the earthquake intensity determined by a pseudo-static method and horizontal component of acceleration is appropriate and recommended because it is simple, and the safety factor of the slope is calculated in the same way as in conventional stability calculations.

3

Control of Dump Stability Loading Rock on its Edge

Adamchuk Andrii, Shustov Oleksandr

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 1

91--96

EN

The question of the overburden rock dump formation during the development of iron ore deposits of Ukraine was considered. An analysis of the technology of forming a high single-tier dump in an abandoned deep pit was carried out. Two technology options are considered: loading rock on the slope of high single-tier dump and on its edge. The influence of the dependence of the loading rock on the edge of high single-tier dump on its stability of a has been established. The nature of the change in the width of the possible landslide prism, the safe distance of the dragline location has been established. The prospects for the formation of a high single-tier dump in the regime of controlled deformations are substantiated. For high single-tier dump the ordinary method of slices was justified and used to calculate the safety factor. Recommendations on the use of draglines available in Ukraine for forming the high single-tier dumps of overburden rock have been issued.

PL

W artykule rozważono kwestię powstawania nadkładu skalnego podczas eksploatacji złóż rudy żelaza na Ukrainie. Przeprowadzono analizę technologii formowania zwałowiska wysokiego jednopoziomowego w nieczynnym wykopie głębokim. Rozważane są dwa warianty technologiczne: załadunek skały na zboczu wysokiego zwałowiska jednopoziomowego oraz na jego krawędzi. Określono wpływ zależności skały obciążającej od krawędzi zwałowiska wysokiego jednopoziomowego na jego stateczność. Ustalono charakter zmiany szerokości ewentualnego graniastosłupa osuwiskowego oraz bezpieczną odległość położenia liny zgarniającej. Możliwości powstania wysokiego zwałowiska jednopoziomowego w reżimie kontrolowanych deformacji są uzasadnione. Dla wysokiego zrzutu jednopoziomowego zasadna była zwykła metoda przekrojów, wykorzystana do obliczenia współczynnika bezpieczeństwa. Wydano zalecenia dotyczące wykorzystania dostępnych na Ukrainie koparek do formowania wysokich jednopoziomowych zwałów nadkładu.

4

Assessment of slope stability using classification and regression algorithms subjected to internal and external factors

Singh Sudhir Kumar, Chakravarty Debashish

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 1

87--102

EN

This study aims at developing a machine learning based classification and regression-based models for slope stability analysis. 1140 different cases have been analysed using the Morgenstern price method in GeoSlope for non-homogeneous cohesive slopes as input for classification and regression-based models. Slope failures presents a serious challenge across many countries of the world. Understanding the various factors responsible for slope failure is very crucial in mitigating this problem. Therefore, different parameters which may be responsible for failure of slope are considered in this study. 9 different parameters (cohesion, specific gravity, slope angle, thickness of layers, internal angle of friction, saturation condition, wind and rain, blasting conditions and cloud burst conditions) have been identified for the purpose of this study including internal, external and factors representing the geometry of the slope has been included. Four different classification algorithms namely Random Forest, logistic regression, Support Vector Machine (SVM), and K Nearest Neighbor (KNN) has been modelled and their performances have been evaluated on several performance metrics. A similar comparison based on performance indices has been made among three different regression models Decision tree, random forest, and XGBoost regression.

5

Slope stability analysis of post-mining dumps with the use of photogrammetric geometry measurements - a case study

Wróblewska Magdalena, Kowalska Magdalena, Łupieżowiec Marian

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

171--185

EN

Post-mining dumps are a common sight in the industrial areas of Silesia (Poland). Despite several reclamation projects, many of them still constitute an unresolved problem. It is not only a matter of unaesthetic view - they often pose a threat to the environment and the people living nearby. Despite revitalization, some dumps are not properly maintained and are at the risk of slope failure. Such places require constant geodetic observation and stability control. In this article, the example of a dump located in the city of Gliwice was used to show the possibilities offered by the use of photogrammetry and unmanned aerial vehicles (UAV) for cyclic checks of the embankment condition. The current state of the dump and the results of interventions after two incidents of slope failure,were observed. The main slopes of the terrain surface and at the selected cross-sections were determined in two flight missions. The obtained geometrical data were used in the further numerical analysis. Finite Element Method model representing one of the escarpment cross-sectionswas built to estimate the factor of safety and determine the main mechanisms responsible for the failure. Elastic-perfectly plastic Coulomb-Mohr model was used to describe the behaviour of the minestone and the ‘c - tan φ reduction’ -for calculation of the stability. The problem of reliable material properties’ estimation was emphasized. The analysis included the impact of seepage and total head difference on the slope stability. It was concluded that the rainfall intensity had a decisive influence on the instability of the dump.

PL

Hałdy pokopalniane nadal stanowią typowy element w krajobrazie Górnego Śląska. Wiele z nich nie jest już użytkowana przez kopalnie węgla kamiennego jako miejsce składowania odpadów; została poddana procesom rekultywacji i przeznaczona na tereny inwestycyjne. Na takim obszarze mieści się np. katowicki „Spodek” czy Wojewódzki Park Kultury i Wypoczynku w Chorzowie. Często tereny te nie są jednak właściwie zabezpieczone i mimo rewitalizacji, niektóre nasypy mogą stanowić zagrożenie dla mieszkańców i środowiska. Przykładem takiego problemu jest hałda przy ulicy Pszczyńskiej w Gliwicach, będąca pozostałością po kopalni węgla kamiennego, która zakończyła wydobycie w tym rejonie ponad 20 lat temu. Na długości ok 600 metrów skarpa o wysokości ok. 8 m sąsiaduje bezpośrednio z ruchliwą drogą. Wielokrotnie, zwykle po ulewnych opadach deszczu, następowały na tym obszarze osuwiska skutkujące zamknięciem znacznego odcinka drogi dla ruchu kołowego. Tego typu miejsca wymagają stałej obserwacji geodezyjnej i kontroli stateczności. W wielu przypadkach trudno jest ustalić właściciela hałdy, przez co wejście w teren w celu wykonania klasycznych pomiarów geodezyjnych jest utrudnione. Dodatkowo z uwagi na często strome i wysokie skarpy, wykonywanie pomiarów klasycznych może stanowić zagrożenie dla osób mierzących. Wówczas przydatne stają się techniki zdalne, takie jak wykorzystanie bezzałogowego statku powietrznego (BSP, potocznie: „dron”). Wyniki pomiarów mogą być następnie wykorzystane w analizach numerycznych dotyczących stateczności skarp. Problematyczne oczywiście pozostaje ustalenie wartości parametrów modeli konstytutywnych reprezentujących materiał budujący hałdę. W niniejszym artykule na przykładzie hałdy zlokalizowanej na terenie miasta Gliwice pokazano możliwości, jakie daje wykorzystanie fotogrametrii oraz bezzałogowych statków powietrznych (BSP) do cyklicznych kontroli stanu nasypów. Obserwowano aktualny stan zwałowiska oraz efekty naprawy po dwóch przypadkach awarii skarpy. Podczas dwóch misji lotniczych wyznaczono główne spadki powierzchni terenu oraz wybrane przekroje poprzeczne. Uzyskane dane geometryczne wykorzystano w dalszej analizie numerycznej. Zdefiniowano model z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych, reprezentujący jeden z przekrojów skarpy w celu oszacowania współczynnika bezpieczeństwa oraz określenia głównych mechanizmów odpowiedzialnych za awarię. Do opisu zachowania ośrodka gruntowego wykorzystano sprężysto-idealnie plastyczny model Coulomba-Mohra, a w analizie stateczności użyto metody redukcji wytrzymałości „c - tan φ”. Zwrócono uwagę na problem wiarygodnego oszacowania właściwości materiałów. W analizie uwzględniono wpływ ciśnienia spływowego i różnicy naporów na stateczność skarpy. Stwierdzono, że decydujący wpływ na niestabilność zwałowiska miała intensywność opadów deszczu.

6

An extended 3D limit analysis of slope stability considering prestressed anchor cables reinforcement

Hong Yong, Shao Zhushan, Wu Kui, Shi Guangbin, Wu Saisai, Jiang Song

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e59, 2023

EN

Prestressed anchor cables have been extensively utilized in slope reinforcement engineering. Combining limit analysis with the strength reduction method (SRM), this article presents a new method to assess the three-dimensional (3D) stability of slopes with prestressed anchor cables. Compared with traditional methods, the factor of safety (FS) calculation method is modified by considering prestressed anchor cable reinforcement by applying a horn-like shape 3D rotational failure mechanism. To validate the proposed method, comparisons between unreinforced slopes and those reinforced with a row of anchor cables are carried out using optimization algorithms and procedures. The minimum width-to-height (B/H) ratio for which the slope can be analyzed using two-dimensional (2D) analysis under different FS calculation accuracies is obtained. To evaluate the consequences of the model parameters, parametric analysis is performed, assessing the FS sensitivity, 3D effects, anchor cable axial force, anchor position, anchor orientation, slope angle, internal friction angle, and cohesion on slope stability. Additionally, slope stabilities under the reinforcement of a row and multiple rows of anchor cables are compared and analyzed. The proposed approach can guide the design and evaluation of slope reinforcement with prestressed anchor cables.

7

Strength reduction method in the stability assessment of vegetated slopes

Świtała Barbara

Architecture Civil Engineering Environment

|

2023

|

Vol. 16, no. 2

151--159

EN

The thoughtful design and mitigation of ecological slope stabilization measures rely heavily on the reliable assessment of the stability of vegetated slopes. This is a complex problem due to the many aspects of vegetation presence that must be taken into account. The numerical model should be able to consider mechanical root reinforcement and root water uptake, which can lead to soil desaturation. This paper presents the application of the strength reduction method to the Modified Cam-Clay model for unsaturated, root-reinforced soils, which allows for the quantitative estimation of slope stability. The technique is implemented in finite element software and tested using several numerical examples. Firstly, the sensitivity of the factor of safety to changes in root constitutive parameters is investigated. In the second example, the stability of the modelled slope is assessed under rainfall of a certain duration followed by progressively modifying soil strength parameters until failure occurs. Furthermore, slope stability is assessed for various durations of the rainfall period.

8

Reviews on Finite Element Modeling Practices of Stone Columns for Soft Soil Stabilization Beneath an Embankment Dam

Teshager Daniel Kefelegn, Belayneh Henok Lemma

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2022

|

Vol. 44, nr 4

343--353

EN

This article reviews the numerical approach in stone column practices and presents the benefits of stone columns as a ground improvement of soft soil to support an embankment dam. In this article, the methodological approaches to numerically modeling stone columns in both 2D and 3D studies, as well as the selection of an appropriate constitutive model are discussed. The numerical practices for the installation of the stone column and the validation procedures used to ensure the accuracy of the numerical analysis are also explained. In addition to that, the study also presents the benefits of stone columns in improving settlement behavior, slope stability, and decreasing the end time of consolidation. Parameters that influence the performance of the stone column with their respective results are also assessed.

9

Parametric study of the earth dam's behaviour subjected to earthquake

Ayeche H., Zitouni Z., Limam A., Bouafia A.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2022

|

Vol. 44, nr 4

267--281

EN

Static stability of an earth dam can be established by estimating the static safety factor equal to the ratio of the shear strength to the shear stress along a critical sliding area. In contrast, it is more complicated to evaluate the dynamic stability during an earthquake. The water filling the interstices of the earth dams cannot drain during the short duration of an earthquake. An excess pore water pressure DU develops, and its role is predominant in the destabilisation of the dam. The pore water increase causes a decrease in the soil shear strength. It is, therefore, crucial to evaluate and take into consideration DU in the dam dynamic stability analysis. This research is a contribution to reach this objective. A parametric study was conducted by varying the physical and mechanical soil characteristics constituting the dam, as well as its geometrical values, in order to evaluate their effects on the dynamic safety factor. The dynamic safety factor is calculated using the pseudo-static method, taking into account the excess pore water pressure that develops during cyclic loading into the granular soil of the earth dam upstream face. The results of the parametrical analytical study were also compared to the results of numerical simulations of the dam seismic stability trough pseudo-static method. The numerical simulations were done with three different software: PLAXIS and ABAQUS (based on the finite element method) and GEOSTAB (deals with the problem at the limit equilibrium using the simplified Bishop method). At the end, on one hand, we were able to describe how and at what level of the dam upstream face the sliding occurs, and on the other hand, we were able to underline the adequate combination between the dam geometric parameters and the mechanical soil characteristics which may ensure seismic stability.

10

Importance of seismic wave frequency in FEM-based dynamic stress and displacement calculations of the earth slope

Fuławka Krzysztof, Kwietniak Anna, Lay Vera, Jaśkiewicz-Proć Izabela

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2022

|

Vol. 44, nr 1

82--96

EN

Reliable assessment of earthen dams' stability and tailing storage facilities widely used in the mining industry is challenging, particularly under seismic load conditions. In this paper, we propose to take into account the effect of the dominant frequency of seismic load on the stability assessment of tailing/earthen dams. The calculations are performed by finite element modelling (FEM) with the Mohr–Coulomb failure criteria. To separate the frequency content from other dynamic parameters describing the seismic wave, synthetic waveforms with identical amplitude and attenuation characteristics, but differing spectral characteristics have been used. The analysis has been performed for three different slope angles and two scenarios of seismic wave propagation. Consequently, the changes of total displacement and shear stresses depending on the frequencies have been determined and clearly show that lower frequencies cause higher stress levels and displacement. Finally, the response surface methodology has been applied to determine how different parameters affect the slope stability under dynamic load conditions. Overall, this study is a first step to improve the existing methods to assess slope stability when considering seismic load.

11

Case studies on Q-slope method use for slope stability analyses

Komurlu Eren

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2022

|

Vol. 44, nr 3

190--197

EN

The use of the Q-slope value is a relatively new approach for the stability investigations of rock slopes. In this study, four different slopes in Giresun and Ordu cities of Turkey were investigated to assess whether the Q-slope approach is usable for varying slope heights, or not. A back analysis was carried out for a landslide in a case study quarry located in Kovanlik municipality of Giresun city. Carrying out detailed investigations on the geotechnical drill cores and the field studies, the Q-slope value of the rock mass of the Kovanlik quarry was determined as 0.58. According to the Q-slope approach, the slope which had a landslide under the case of 49° general slope angle and 225 m height should have been stable at a general slope angle of 59°. It has been found that the Q-slope approach is not favorable for a high slope with the height of 225 m. Two roadway excavations with steep slope angles and low heights smaller than 25 m were also investigated within this study. According to the Q-slope value, the roadway slopes which are stable for more than 3 years are estimated to be unstable. Therefore, the Q-slope approach was found also misleading for slopes with low heights like those under 25 m. On the other hand, the Q-slope method usability is confirmed obtaining parallel results with the observations from another case study slope with a height of 78 m. Although it has become a popular empirical method in the recent years, it is recommended to revise the Q-slope approach or limit its use depending on the slope height parameter.

12

The influence of selected weather conditions on the safety of slopes of post exploitation lignite pits filling with water

Bajcar Adam

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 4

30--32

EN

The article describes selected atmospheric factors that may affect the stability of the end slopes of lignite post mining pits during their filling with water. The main factors such as waves, the influence of the ice cover and the wind were characterized.

PL

W artykule opisano wybrane czynniki atmosferyczne mogące mieć wpływ na stateczność zboczy końcowych wyrobisk poeksploatacyjnych węgla brunatnego podczas wypełniania ich wodą. Scharakteryzowano czynniki takie jak falowanie, wpływ pokrywy lodowej oraz wiatr.

13

Stability of open pit lignite excavations during flooding. Comparison of a simplified analytical tool with limit equilibrium computational analysis

Kontopidis Orestis, Theocharis Alexandros I., Koukouzas Nikolaos C., Zevgolis Ioannis E.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 3

4--9

EN

A common practice for valorizing abandoned open-pit mines is flooding them to form pit lakes. Slope stability in post-coal areas is critical due to failure incidents reported in surface coal mines during operation and valorization. An analytical model was recently presented concerning evaluating the pit lake’s slope stability in the presence of a weak zone. The present work compares that analytical model with a limit equilibrium computational approach for lignite mines’ stability. Assumptions of each model are discussed, and identical geometries and geotechnical parameters are implemented. It is concluded that the Safety Factor and its evolution are very sensitive to the water regime and the lake’s depth for the analytical model. On the other hand, the limit equilibrium analysis considering the same piezometric and lake levels proposes a drastically different SF evolution. Overall, the differences between the analytical and the limit equilibrium analysis might refer to different water conditions in practice and should be implemented with due caution.

PL

Powszechną praktyką rekultywacji byłych kopalń odkrywkowych jest zalewanie ich wodą w celu utworzenia zbiornika pokopalnianego. Stabilność zboczy na terenach poeksploatacyjnych jest parametrem krytycznym ze względu na przypadki zniszczeń występujące w kopalniach odkrywkowych podczas eksploatacji i rekultywacji. Ostatnio przedstawiony został model analityczny dotyczący oceny stateczności zboczy zbiornika poeksploatacyjnego przy obecności strefy osłabienia. W niniejszej pracy porównano ten model z obliczeniową metodą równowagi granicznej dla stateczności kopalń węgla brunatnego. Omówiono założenia każdego z modeli oraz wykorzystano identyczne geometrie i parametry geotechniczne. Stwierdzono, że w modelu analitycznym współczynnik bezpieczeństwa i jego zmiany są bardzo wrażliwe na reżim wodny i głębokość zbiornika. Z drugiej strony, analiza metodą równowagi granicznej, uwzględniająca te same poziomy wody w piezometrach i zbiorniku, wskazuje na radykalnie inny proces zmian współczynnika bezpieczeństwa. Ogólnie rzecz biorąc, różnice pomiędzy modelem analitycznym a metodą równowagi granicznej mogą w praktyce odnosić się do różnych warunków wodnych i powinny być wdrażane z należytą ostrożnością.

14

Risk assessment of open pit lake using in situ observations and advanced numerical modelling - application on Most lake

Renaud Vincent, Al Heib Marwan, Burda Jan

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 4

16--22

EN

Almost all post-exploitation open pit mines in the world are shaped as a final reservoir intended to be filled with water. In Europe, the creation of water lakes is the most common way of reclaiming post open pit mines. The safety and the security of mine lakes is one of the mine regions priorities. Several hazards related to mine activities should be assessed. Qualitative and quantitative approaches were suggested based on the existing data. One of the main hazards identified is the slope stability of lake banks. To develop a reliability methodology for assessing the long-term stability of flooded open pit mines, a large-scale numerical model of the lake was carried out and was applied on lake Most, which is one of the largest mining lakes in Europe (Czech Republic). The large-scale numerical model was built, based on site observations, large-scale LiDAR data and geotechnical data. The results highlighted the reliability of the methodology to combine the geometric model with the geological model to create a large-scale numerical model, and to identify local potentially instable zones..

PL

Niemal wszystkie poeksploatacyjne wyrobiska odkrywkowe na świecie są ukształtowane jako wyrobiska końcowe przeznaczone do napełnienia wodą. W Europie tworzenie zbiorników wodnych jest najpowszechniejszym sposobem rekultywacji kopalń odkrywkowych. Bezpieczeństwo i ochrona jezior pokopalnianych jest jednym z priorytetów regionów górniczych. Należy dokonać oceny kilku zagrożeń związanych z działalnością górniczą. Na podstawie istniejących danych zaproponowano podejście jakościowe i ilościowe. Jednym z głównych zidentyfikowanych zagrożeń jest stabilność zboczy wzdłuż brzegów jezior. W celu opracowania metodologii długoterminowej oceny stabilności zalanych kopalń odkrywkowych wykonano wielkoskalowy model numeryczny jeziora i zastosowano go na jeziorze Most, które jest jednym z największych jezior pogórniczych w Europie (Czechy). W oparciu o obserwacje terenowe, wielkoskalowe dane LiDAR oraz dane geotechniczne zbudowano wielkoskalowy model numeryczny. Wyniki podkreśliły wiarygodność metodologii łączenia modelu geometrycznego z modelem geologicznym w celu stworzenia wielkoskalowego modelu numerycznego oraz identyfikacji lokalnych potencjalnie niestabilnych stref.

15

Effect of spatial variation of spoil material properties on slope displacements under rapid drawdown of pit lakes

Halder Koushik, Doan Nhat-Phi, Garala Thejesh Kumar, Cui Ge, Kantesaria Naman, Heron Charles M., Marshall Alec M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 4

33--39

EN

In many European countries, lignite or brown coal is used as a fuel source in steam-electric power generation. Upon completion of mining activities, a reclamation plan is imperative to ensure environmental and social prosperity of local areas. Abandoned mine pits are often reclaimed by creating a pit lake. Reclamation of large lignite open pit mine sites may use large amounts of previous overburden materials or “spoils” to create the slopes of the pit lake. Spoils are anthropogenic materials with large spatial variation in properties, hence, considering mean values of shear strength and hydraulic parameters to assess stability and seasonal displacements will not fully simulate actual field conditions. This paper considers the effect of spatial variation on slope stability and ground movements during rapid drawdown events (a critical case) using coupled flow-deformation 2D finite element analyses, incorporating unsaturated soil suctions above the phreatic surface. Effects of heterogeneity and randomness of spoils on the response of the slope are considered through random field modelling and the Monte-Carlo simulation technique. Four lognormally distributed random variables (spoil cohesion, friction angle, void ratio, and permeability coefficient) are examined. The effect of spatial variability of spoils is shown to be important; a significant number of the random field analyses resulted in larger displacements compared to a benchmark deterministic analysis adopting uniform mean parameter values.

PL

W wielu krajach europejskich węgiel brunatny jest wykorzystywany jako źródło paliwa w energetyce parowo-elektrycznej. Po zakończeniu działalności górniczej konieczne jest opracowanie planu rekultywacji w celu zapewnienia środowiskowego i społecznego dobrostanu okolicznych obszarów. Opuszczone wyrobiska górnicze są często rekultywowane poprzez utworzenie w nich zbiorników wodnych. W rekultywacji dużych kopalni odkrywkowych węgla brunatnego do tworzenia zboczy zbiornika można wykorzystać duże ilości wcześniejszych materiałów nadkładowych lub „odpadowych”. Materiał zwałowy jest materiałem antropogenicznym o dużej przestrzennej zmienności właściwości, dlatego też przyjęcie średnich wartości wytrzymałości na ścinanie i parametrów hydraulicznych w celu oceny stabilności i sezonowych przemieszczeń nie będzie w pełni odzwierciedlać rzeczywistych warunków terenowych. W niniejszej pracy rozważano wpływ zmienności przestrzennej na stabilność zboczy i przemieszczenia gruntu podczas gwałtownego obniżenia poziomu wody (przypadek krytyczny), stosując sprzężone analizy 2D metodą elementów skończonych typu przepływ-deformacja, z uwzględnieniem ssania gruntów nienasyconych powyżej powierzchni freatycznej. Wpływ heterogeniczności i losowości materiału na zachowanie zbocza rozważany jest poprzez modelowanie pola losowego i technikę symulacji Monte-Carlo. Badane są cztery zmienne losowe (kohezja materiału, kąt tarcia, wskaźnik porowatości i współczynnik przepuszczalności) w rozkładach log-normalnych. Wykazano, że wpływ przestrzennej zmienności materiału zwałowego jest istotny; znaczna liczba analiz z wykorzystaniem pola losowego skutkowała większymi przemieszczeniami w porównaniu z wzorcową analizą deterministyczną, w której przyjęto jednolite średnie wartości parametrów.

16

Centrifuge modelling of spoil slopes within pit-lake mine reclamations

Cui Ge, Garala Thejesh Kumar, Kantesaria Naman, Halder Koushik, Doan Nhat-Phi, Heron Charles M., Marshall Alec M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2022

|

R. 63, nr 3

23--28

EN

Pit lakes are a common form of reclamation of areas where open pit mining activities have taken place. The development of these lakes often uses previous overburden materials, or “spoils”, that are readily available. Depending on the local geology, these spoil materials can contain large proportions of high-plasticity clays, which poses challenges in terms of the analysis and design of the sloped banks constructed to form new lakes. This paper describes a study in which geotechnical centrifuge modelling was used to investigate the stability and performance, in terms of accumulated displacements over cycles of lowering and raising the lake water elevation, of slopes constructed with a high-plasticity clay. A “replica-spoil” material was used in the tests to replicate key characteristics of spoil materials from known spoil heaps in Europe. The paper describes the centrifuge models and testing procedure developed for the tests, as well as the challenges encountered with the use of the high-plasticity clay. Two slope angles were tested: a 15° slope to match the typical slopes at a known field site, and a steeper 24° slope. Pore pressures within the slope were measured over several cycles of lake water elevation change. Slope displacements were measured using local transducers placed at the slope crest and toe, as well as using a PIV image analysis technique. The slopes were shown to experience plastic deformations, with displacements accumulating over subsequent cycles of lake water level change. The 24° slope developed slightly larger accumulated displacements than the 15° slope, though neither slope showed signs of ultimate collapse. Results from the centrifuge tests provide invaluable data which can be used for the verification of numerical models considering similar stability scenarios.

PL

Zbiorniki wodne są powszechną formą rekultywacji terenów, na których prowadzono wydobycie metodą odkrywkową. Do ich budowy często wykorzystuje się wcześniejsze materiały nadkładowe, czyli materiał zwałowy, który jest łatwo dostępny. W zależności od lokalnej geologii, materiał ten może zawierać duże ilości iłów o wysokiej plastyczności, co stanowi wyzwanie w zakresie analizy i projektowania nachylonych brzegów budowanych w celu utworzenia nowych zbiorników. W niniejszej pracy opisano badania, w których wykorzystano modelowanie w wirówce geotechnicznej do zbadania stabilności i zachowania, pod względem skumulowanych przemieszczeń w cyklach obniżania i podwyższania poziomu wody w zbiorniku, zboczy zbudowanych z iłów o wysokiej plastyczności. Aby odtworzyć kluczowe cechy materiałów zwałowych ze znanych hałd w Europie, w badaniach użyto materiału równoważnego. W artykule opisano modele wirówkowe i procedurę badawczą opracowaną na potrzeby badań, jak również wyzwania napotkane przy stosowaniu iłów o wysokiej plastyczności. Testowano dwa kąty nachylenia zbocza: 15°, aby pasowało do typowych zboczy w znanym miejscu w terenie, oraz bardziej strome nachylenie 24°. Ciśnienia porowe w obrębie zboczy były mierzone przez kilka cykli zmian poziomu wody w zbiorniku. Przemieszczenia zbocza były mierzone przy użyciu lokalnych przetworników umieszczonych na szczycie i u podnóża zbocza, jak również przy użyciu techniki analizy obrazów PIV. Wykazano, że zbocza ulegają deformacjom plastycznym, a przemieszczenia kumulują się w kolejnych cyklach zmian poziomu wody w zbiorniku. Zbocze o nachyleniu 24° rozwinęło nieco większe skumulowane przemieszczenia niż to o nachyleniu 15°, jednak żadne ze nich nie wykazywało oznak ostatecznego zawalenia. Wyniki badań wirówkowych dostarczają bezcennych danych, które mogą być wykorzystane do weryfikacji modeli numerycznych uwzględniających podobne scenariusze stateczności.

17

Biodegradowalne sznury KEMAFIL® w funkcji zabezpieczenia przeciwerozyjnego skarp

Grzybowska-Pietras Joanna, Juzwa Anna

Geoinżynieria : drogi, mosty, tunele

|

2022

|

nr 2

68--71

18

Do Changes of Rainfall Trends Affect Choice of Drainage Systems?

Kubiszyn Katarzyna, Łochańska Dorota

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2022

|

Vol. 32, no. 4

389--409

EN

Precipitation is one of the main factors causing surface, linear and landslide erosion. Their influence on erosion processes is determined by such parameters as: precipitation frequency, amount, duration and intensity. These features affect the rate of infiltration and the intensity of surface runoff, and thus the occurrence, course and effectiveness of erosion processes [2, 3, 4]. The aim of research was to analyse the 40-years of rainfall measurements data from the Lubuskie Voivodeship and inspect whether occurring of heavy rains are random events or maybe indicate some long period trends. To analysis was used non-parametrical Mann Kendall test and correlation test. What is more the authors’ prepared a path of selecting the optimal dewatering system, where would be taken into consideration ground stability and changes in the rainfall trends. For this purpose, the paper contain short overview existing dewatering systems which are used to reducing risk of landslides.

19

Zarządzanie bezpieczeństwem w zakresie stateczności skarp i zboczy kopalń odkrywkowych. Zastosowanie programu autorskiego Holcim DSCQP

Włodarski Hubert, Czarnomski Mateusz, Chudzik Wojciech, Szybajło Aleksandra

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2022

|

nr 10

9--15

PL

Artykuł opisuje sposób kontroli stateczności skarp i zboczy w kopalniach odkrywkowych przy użyciu opracowanego przez firmę Holcim (Lafarge w Polsce) programu DSCQP. Omówiono polskie wymogi prawne związane z przedmiotowym zagadnieniem oraz korzyści, jakie płyną z jego stosowania w kopalniach.

EN

Landslides and falling rocks are main threats in open pit mining. Polish regulations clearly state the duty of plant management in terms of slope stability management. The Design Safety and Construction Quality Program (DSCQP) implemented to Polish mining plants owned by Holcim is supplementary to these regulations. It is based on specific trained competent persons and allows to introduce regular schedule of field inspections in order to identify hazards connected with slope stability. Inspections are performed and documented according to issued DSCQP standard. DSCQP make it possible to share the expertise in the subject matter between all company sites in the world. Inspections can be made by competent persons from other sites, which allows to maintain impartial judgment of observations. Depending on severity of hazards the procedure consists of three levels of inspections. Remedity actions for hazards with predicted major or catastrophic consequences are defined by experts in the matter of slope stability. The DSCQP is a solution applied in mining plants, that supports hazard management process in terms of slope stability in addition to Polish regulations.

20

Deep neural network and ANN ensemble for slope stability prediction

Gupta A., Aggarwal Y., Aggarwal P.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2022

|

Vol. 116, nr 1

14--27

EN

Purpose: Application of deep neural networks (DNN) and ensemble of ANN with bagging for estimating of factor of safety (FOS) of soil stability with a comparative performance analysis done for all techniques. Design/methodology/approach: 1000 cases with different geotechnical and similar Geometrical properties were collected and analysed using the Limit Equilibrium based Morgenstern-Price Method with input variables as the strength parameters of the soil layers, i.e., Su (Upper Clay), Su (Lower Clay), Su (Peat), angle of internal friction (φ), Su (Embankment) with the factor of safety (FOS) as output. The evaluation and comparison of the performance of predicted models with cross-validation having ten folds were made based on correlation-coefficient (CC), Nash-Sutcliffe-model efficiency-coefficient (NSE), root-mean-square-error (RMSE), mean-absolute-error (MAE) and scattering-index (S.I.). Sensitivity analysis was conducted for the effects of input variables on FOS of soil stability based on their importance. Findings: The results showed that these techniques have great capability and reflect that the proposed model by DNN can enhance performance of the model, surpassing ensemble in prediction. The Sensitivity analysis outcome demonstrated that Su (Lower Clay) significantly affected the factor of safety (FOS), trailed by Su (Peat). Research limitations/implications: This paper sets sight on use of deep neural network (DNN) and ensemble of ANN with bagging for estimating of factor of safety (FOS) of soil stability. The current approach helps to understand the tangled relationship of various inputs to estimate the factor of safety of soil stability using DNN and ensemble of ANN with bagging. Practical implications: A dependable prediction tool is provided, which suggests that model can help scientists and engineers optimise FOS of soil stability. Originality/value: Recently, DNN and ensemble of ANN with bagging have been used in various civil engineering problems as reported by several studies and has also been observed to be outperforming the current prevalent modelling techniques. DNN can signify extremely changing and intricate high-dimensional functions in correlation to conventional neural networks. But on a detailed literature review, the application of these techniques to estimate factor of safety of soil stability has not been observed.