Analiza stateczności zboczy zakrzywionych z zastosowaniem metod numerycznych

Oceny: / 4
KiepskiBardzo dobry 

Analiza stateczności zboczy zakrzywionych z zastosowaniem metod numerycznych Autor: M. Cała  W niniejszej pracy zajęto się analizą stateczności zboczy zakrzywionych. Z tego rodzaju zboczami (wklęsłymi lub wypukłymi) mamy często do czynienia w kopalniach odkrywkowych. Z reguły do analiz stateczności zboczy wykorzystuje się metody równowagi granicznej w płaskich przekrojach. Sporadycznie na świecie stosuje się metody równowagi granicznej rozszerzone do trzech wymiarów. Rozpatruje się wówczas stateczność nie płaskich bloków lecz przestrzennych kolumn. W poniższej pracy pokazano możliwości zastosowania przestrzennych i płaskich obliczeń numerycznych do analiz stateczności zboczy zakrzywionych. Wykorzystano w tym celu metodę redukcji wytrzymałości na ścinanie (SSR). Pozwala ona na określenie wartości minimalnego wskaźnika stateczności dla dowolnego zbocza. Przeprowadzono krytyczną analizę porównawczą obliczeń z zastosowaniem metod równowagi granicznej i metod numerycznych. Na ogół uważa się, że prowadzenie obliczeń w różnych przekrojach płaskich daje w efekcie rozsądne wyniki analiz sytuacji przestrzennych. Należy jednakże zauważyć, że w pewnych przypadkach zachodzi konieczność wykonania przestrzennych analiz ze względu na geometrię zbocza oraz budowę geologiczną. Analizy stateczności w płaskich przekrojach często prowadzą do zbytniego upraszczania problemu. Widać także, że wartości wskaźników stateczności (FS) uzyskane za pomocą przestrzennych (3D) metod numerycznych są znacznie niższe od wartości uzyskanych z metod równowagi granicznej (LEM). Przedstawione poniżej rozważania potwierdzają fakt, że w wielu przypadkach przeprowadzenie prawidłowej analizy stateczności zboczy na drodze klasycznych obliczeń dwuwymiarowych (2D) jest niemożliwe. Konieczna jest budowa przestrzennych modeli numerycznych, które pozwalają na w miarę wierne odtworzenie budowy geologicznej rozpatrywanego zbocza. Następnym krokiem jest przeprowadzenie obliczeń z wykorzystaniem SSR dla identyfi kacji możliwych powierzchni poślizgu. Jak widać z przytoczonych przykładów, wyniki obliczeń numerycznych mogą się znacząco różnić od wyników uzyskanych z metod równowagi granicznej zaadoptowanych w 3D. Wyniki obliczeń numerycznych wskazują jednoznacznie, iż wartość wskaźnika stateczności zboczy wklęsłych i wypukłych jest większa niż w przypadku zboczy analizowanych w płaskim stanie odkształcenia. Dla analizowanych zboczy wklęsłych wartość FS jest istotnie wyższa (o 0.1) od przypadku w płaskim stanie odkształcenia (PS) dla promienia około 5-krotnie większego od wysokości zbocza. Dla rozpatrywanych zboczy wypukłych istotny wzrost FS występuje tylko przy małych wartościach promienia oscylujących około 0.6 H. Można zatem stwierdzić że w przypadku zboczy wypukłych wzrost ten jest stosunkowo niewielki.

 

« poprzedni artykuł		następny artykuł »