Как изменится устойчивость массива при наличии грунтовых вод, слабых слоев, дополнительной нагрузки или сейсмического воздействия? В видео показываем, как K-MINE анализирует тысячи возможных поверхностей скольжения, рассчитывает коэффициенты запаса устойчивости разными методами и позволяет проверить конкретный сценарий разрушения.
Транскрипция видео
Настройка расчета устойчивости
В этом видео мы покажем, как настроить и выполнить расчет устойчивости неоднородного массива горных пород.
Для начала добавим дополнительные параметры — разумеется, если они необходимы. В нашем примере учтем грунтовые воды и дополнительную поверхностную нагрузку на массив.
Чтобы добавить грунтовые воды, достаточно выбрать соответствующую команду в меню «Геомеханика» и полилинией задать их примерное положение относительно массива.
Все построения выполняются непосредственно на разрезе с привязкой к объектам на экране, поэтому процесс требует минимум усилий.
Затем добавляем поверхностную нагрузку, указав ее точное значение в килопаскалях.
Типы пород и физико-механические свойства
После этого переходим непосредственно к расчету устойчивости. Программное обеспечение должно понимать, с какими породами мы работаем.
Поэтому создаем список пород и задаем их физико-механические свойства в соответствующих полях.
Затем через редактор слоев устанавливаем соответствие объектов — то есть указываем, где расположен каждый тип породы.
При необходимости слой можно отметить как слабый, и это напрямую повлияет на результаты расчета.
Грунтовые воды и дополнительная нагрузка
Инициализируем уровень грунтовых вод. Проще всего сделать это методом «По выбранным объектам».
Таким же способом задаем дополнительную нагрузку на массив.
Особое внимание обратите на параметры во вкладке «Настройки». Здесь доступно множество расчетных параметров, позволяющих получить результат именно для того метода и тех условий, которые вас интересуют.
Далее создаем прямоугольник, который также будет участвовать в расчете, и инициализируем его как объект Search Grid Boundary.
Анализ поверхностей скольжения
Когда все параметры заданы, остается запустить расчет. И теперь самое интересное — результаты.
Программа перебирает тысячи возможных дуг скольжения. Для каждой сгенерированной поверхности скольжения рассчитывается собственный коэффициент запаса устойчивости по упрощенному методу Бишопа — Simplified Bishop Method.
Результаты сортируются от наименее устойчивого варианта к более устойчивым.
Просто изменив метод расчета, вы сразу получите другой набор коэффициентов — например, по методу Спенсера, Моргенштерна–Прайса или методу алгебраической суммы сил.
Вместе с коэффициентами визуализируются призма возможного обрушения и соответствующая поверхность скольжения.
Для большей наглядности видимость объектов можно изменять через редактор слоев.
Расчет с учетом сейсмического воздействия
Далее рассмотрим расчет устойчивости с учетом сейсмического воздействия.
Сейсмичность можно задать с помощью коэффициентов ускорения или через сейсмическую интенсивность участка.
Вводим необходимые параметры в зависимости от условий расчета — например, задаем слабый слой, если он присутствует, профиль откоса и другие исходные данные — и запускаем расчет.
Результат похож на предыдущий, хотя, конечно, имеет некоторые отличия.
Здесь также можно переключаться между методами расчета и анализировать соответствующие коэффициенты.
Коэффициенты запаса устойчивости, призмы возможного обрушения и поверхности скольжения визуализируются для тех же методов: Спенсера, Моргенштерна–Прайса или алгебраической суммы сил.
Поверхность скольжения, заданная пользователем
Теперь рассмотрим расчет, в котором пользователь самостоятельно задает потенциальную призму обрушения и поверхность скольжения пород.
Поверхность, заданная пользователем, применяется, когда:
— ее положение определено по результатам полевых наблюдений, например для существующего оползня;
— необходимо проверить конкретный сценарий разрушения;
— требуется сравнить результаты разных методов для одной и той же поверхности;
— необходимо оценить устойчивость вдоль геологически обусловленной поверхности ослабления — контакта слоев, тектонического нарушения, трещины и так далее.
Для этого достаточно обычной линии, отображающей теоретическое положение поверхности скольжения.
Назначаем ее в соответствующем пункте настроек.
Затем добавляем поверхностные воды, дополнительные нагрузки на массив, профиль его поверхности и другие параметры, позволяющие максимально приблизить модель к необходимым реальным условиям.
Результаты для заданной поверхности скольжения
Заданная поверхность рассчитывается всеми методами, о которых мы говорили ранее, но для каждого метода мы получаем только один коэффициент.
Он определяется конкретной поверхностью скольжения и заданными условиями.
Вариаций самой поверхности здесь уже нет — если, конечно, не изменить другие исходные параметры.
Создание графиков в K-MINE
Везде в K-MINE, где отображается таблица, на ее основе можно создать график.
Настройки очень гибкие: можно изменить тип графика, толщину линий, контуры, способ отображения данных, дополнительные оси, подписи осей и даже фон.
Готовый шаблон можно сохранить и использовать повторно в любой момент.
Баланс между экономичностью и устойчивостью
Между экономичностью и устойчивостью проходит очень тонкая грань — желаем вам всегда находить правильный баланс!
И это лишь один из доступных подходов к расчету устойчивости.
Экспериментируйте — и пусть ваши карьеры всегда остаются безопасными. Удачи!