Розширені методи розрахунку стійкості в K-MINE

У цьому відео покажемо, як налаштувати й розрахувати показники стійкості за різних умов і за допомогою різних методів.

Почнемо з кодування блокової моделі за показниками стійкості — важливого й необхідного етапу оцінки всього масиву гірських порід.

Користувачеві потрібно коректно заповнити всі поля задачі Complete Rated Rock Class. Коли йдеться про стійкість, вихідних параметрів не може бути замало: умови залягання всіх порід, що беруть участь в оцінці, необхідно вказати максимально точно. Недостатня кількість параметрів може призвести до недостовірної оцінки.

У результаті розрахунку отримаємо значення рекомендованого результуючого кута укосу борта кар’єру, записані в полі блокової моделі.

Що робити з ними далі — вирішувати вам. Один із варіантів — використати градієнтну заливку для наочної візуалізації всієї блокової моделі. Кольорову гаму можна налаштувати відповідно до потрібного результату.

Так блокова модель набуває нового вигляду, і її можна переглядати як на перерізах, так і загалом.

Команда «Встановити властивості» також дає змогу відобразити лише ті блоки, значення кута яких потрапляє в потрібний діапазон. Виокремивши певну групу блоків, можна працювати саме з нею — наприклад, побудувати каркас і використати його під час проєктування гірського масиву.

Далі розглянемо розрахунок стійкості частини борта кар’єру з використанням блокової моделі та з урахуванням ґрунтових вод на різних рівнях.

Оцінку проведемо за двома перерізами методом багатокутника сил в анізотропному середовищі.

Задамо відповідності елементам розрахунку: блокову модель, фізико-механічні властивості порід, наявність ґрунтових вод, коефіцієнт сейсмічної активності регіону та інші параметри.

Виконаємо розрахунок із заданими параметрами. Після цього коефіцієнти запасу стійкості можна переглянути в таблиці.

Також доступна додаткова побудова, яка наочно показує геометрично побудований багатокутник сил, або Force Polygon, для блоків призми можливого обвалення.

Тут видно вектори зсувних і утримувальних сил, вагу блоку, реакцію на площині ковзання та сили від тиску води.

Також відображається графічне замикання сил — тобто умова рівноваги.

Усе це є візуалізацією силового графа, або векторною діаграмою, побудованою вздовж лінії ковзання. Вона дає змогу інженеру-геотехніку визначити, у якому саме блоці укосу виникають найбільші дестабілізувальні сили та як вони розподіляються від верхньої бровки до підошви уступу.

Для оцінки таких розрахунків рекомендуємо використовувати вигляд перерізу, де можна побачити кожен елемент розрахунку.

Тут також доступні додаткові значення: результуючий кут укосу борта кар’єру, ширина призми можливого обвалення та візуалізована поверхня ковзання.

Ці дані допомагають детально оцінити стан досліджуваної частини масиву.

Наступний приклад — класичний метод багатокутника сил.

Для нього знадобляться дві лінії умовних перерізів у місцях, де необхідно оцінити стійкість. Розташуємо їх якомога ближче до прямокутного перетину бровок кар’єру, викличемо команду «Розрахувати стійкість кар’єру» й оберемо метод багатокутника сил.

Далі задаємо властивості порід, з яких складається масив. Тут зручно використовувати бібліотеку наявних типів гірських порід, яку за потреби можна доповнювати.

Додаємо ґрунтові води, вказавши відповідний шар, і виконуємо розрахунок.

Розрахунок доволі детальний: він показує коефіцієнти запасу стійкості за всім переліком горизонтів.

Можна переглянути кожен горизонт окремо або проаналізувати загальний результат.

Розрахунок також можна візуалізувати на перерізі — достатньо вказати відповідності елементів для відображення та створити їх одним натисканням кнопки.

Для наочності встановимо площину перерізу за лінією, на яку орієнтувався розрахунок.

На перерізі бачимо розподіл сил, що діють на масив, результуючий кут укосу частини борта, призму можливого обвалення, поверхню ковзання та інші дані, необхідні для аналізу стану масиву.

Наступний метод застосовують, коли необхідно розрахувати стійке положення укосів відвалу, розташованого на слабкій основі.

Він так і називається — розрахунок стійкості відвалу на слабкій основі.

Принцип схожий на попередні методи: спочатку визначаємо фізико-механічні властивості насипних порід, а потім порід основи.

Задаємо параметри, які безпосередньо впливають на обсяг обчислень, — кількість призм і кількість додаткових перерізів — після чого виконуємо розрахунок і побудову результатів.

У результаті бачимо вже знайомі параметри: призму можливого обвалення, поверхню ковзання та відстань, на яку може поширитися руйнування від нестійкої частини відвалу.

У цьому прикладі розрахунок показує, що масив перебуває в нестійкому стані.

Між економічністю та стійкістю проходить дуже тонка межа — бажаємо вам знайти правильний баланс.

Це лише один із доступних підходів до розрахунку стійкості. Експериментуйте з різними умовами й методами — і нехай ваші кар’єри будуть безпечними.