The development of crosscuts within mining shafts’ protective pillars causes a change of state of stress in the surrounding rock mass. It also causes deformations of the rock mass and the surface. It is essential to conduct prediction analysis of the deformations and stresses in order to secure a proper functioning of a shaft located within the protective pillar. It is recommended that the analysis should be based on the integration of the finite element method (FEM) and geodetic monitoring results. FEM makes it possible to determine the rock mass stresses and displacements in the shaft protective pillars and in the surrounding rock mass. It makes is possible to determine the safety and proper functioning of the shaft. The results of the FEM analysis of the impact of crosscuts and mining activities on rock mass deformations inside and on the surface of the protective shaft pillar are presented. The influence of mining extractions was investigated. The mining panels were located around the safety pillar in three regions NW, SE and SW and the crosscut were located within the safety pillar. The presented methodology will allow for the determination of the deformations and strains in case of farther development of crosscuts within the protective shaft pilar and by planned mining activities around the pillar.
Deformacje zapór ziemnych zachodzą w trzech etapach: budowy zapory, pierwszego napełnienia zbiornika wodą oraz funkcjonowania zapory, w czasie którego zachodzą długoterminowe deformacje. Długoterminową deformację zapory ziemnej przypisuje się przede wszystkim zmianom obciążenia na skutek wahań poziomu wody w zbiornikach antropogenicznych. W ciągu ostatnich 20 lat na całym świecie wystąpiły nieprzewidywalne wahania poziomu wód w zbiornikach wodnych, wywołane wydłużonymi okresami suszy lub dużych opadów deszczu. Ze względu na nieliniowe zachowanie się materiału zapory ziemnej, po redukcji obciążenia, spowodowanego spadkiem poziomu wody w zbiorniku, przemieszczenia poziome nie maleją, lecz utrzymują się na tym samym poziomie i po ponownym wzroście poziomu wody w zbiorniku przemieszczenia poziome dalej wzrastają. Zachowanie się materiału, z którego zbudowane są zapory ziemne, może być modelowane za pomocą nieliniowych modeli – hiperbolicznego lub hardening soil. W zastosowaniu tych modeli jednym z podstawowych problemów jest poprawne przyjęcie parametrów geotechnicznych charakteryzujących materiał gruntu. Wartości parametrów geotechnicznych są wyznaczone na podstawie wyników badań laboratoryjnych i mogą różnić się od wartości in situ. Wartości laboratoryjne powinny być zweryfikowane na podstawie przeprowadzenia w czasie pierwszego napełniania wodą zbiornika i początkowej działalności zapory, korelacji wyników pomiarów geodezyjnych i wyniku analizy deterministycznej, wykonanej np. metodą elementów skończonych (MES). W artykule przedstawiono analizę długoterminowych deformacji zapory ziemnej West Dam, która jest częścią zbiornika wodnego Diamond Valley Lake znajdującego się w Kalifornii. Analizę przeprowadzono metodą elementów skończonych z zastosowaniem modeli zachowania się materiału zapory – hiperbolicznego i hardening soil. Na wstępie przeprowadzono zweryfikowanie wartości parametrów geotechnicznych, które następnie zostały wykorzystane do wyznaczenia poziomych długoterminowych przemieszczeń zapory, wywołanych dużymi zmianami poziomu wody w zbiorniku Wyniki analizy wykazały, że fluktuacje poziomu wody powodowały kumulacyjny przyrost poziomych przemieszczeń zapory.
EN
Deformations of earth dams occur in three stages: construction of the dam, first filling of the reservoir with water, and operation of the dam when long-term deformations occur. Long-term deformation of the earth dam is primarily attributed to load changes due to fluctuations in water levels in anthropogenic reservoirs. Over the last 20 years, unpredictable fluctuations in water levels in reservoirs have occurred around the world due to extended periods of drought or heavy rainfall. Due to the non-linear behavior of the earth dam ma-terial, after reducing the load caused by the decrease in the water level in the reservoir, the horizontal displacements do not decrease but remain at the same level, and after the water level in the reservoir increases again, the horizontal displacements continue to increase. The behavior of the material from which earth dams are constructed can be modeled using nonlinear hyperbolic or hardening soil models. In the use of these models, one of the basic problems is determination of geotechnical parameters characterizing the soil material. The values of geotechnical parameters are determined based on laboratory test results and may differ from in-situ values. Laboratory values should be verified using integration of the results of geodetic monitoring and results of deterministic analysis e.g. the finite element method (FEM). An analysis of long-term deformations of the West Dam, which is part of the Diamond Valley Lake reservoir located in California is presented. The analysis was carried out using the finite element method with the hyperbolic and hardening soil models of dam material behavior. First, the values of geotechnical parameters were verified and next, using verified values the long-term horizontal displacements of the West Dam were calculated. The long-term deformations were caused by large changes in the water level in the reservoir. The analysis results showed that water level fluctuations resulted in cumulative increase in the horizontal displacements of the dam.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.