برآورد خردشوندگی سنگ از دیدگاه هندسی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده مهندسی معدن نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه شاهرود

10.17383/S2251-6565(15)940915-X

چکیده

تخریب­پذیری و خردشوندگی توده­سنگ در روش­های تخریبی دارای سه مرحله خردشوندگی برجا، اولیه و ثانویه است. خردشوندگی برجا ناشی از درزه­های بالفعل موجود در توده‌سنگ با مقاومت کششی صفر است. اما خردشوندگی اولیه و ثانویه، ناشی از خردشدن بلوک­های سنگی به ظاهر بدون درزه است. در این بلوک­ها سطوح ضعف از جمله پل­های سنگی، رگچه­ها، سطوح تورق و غیره گزینه­های اصلی برای جدایش و شکست در اثر تنش­های القایی ایجاد شده، هستند. بنابراین لازم است فراوانی و پراکندگی این سطوح در توده‌سنگ با استفاده از روش­هایی شبیه برداشت ناپیوستگی­های بالفعل، قابل برداشت باشد. هدف، طراحی روشی است تا میزان دقت تشخیص درزه­های بالقوه به صورت چشمی مشخص شود و در مرحله بعد برمبنای انرژی لازم برای شکست، این ناپیوستگی­ها تفکیک و دسته­بندی شود. با طراحی و اجرای یک روش جدید، درزه­های موجود در یک بلوک سنگی از دیدگاه هندسی تقسیم­بندی و کمی­سازی شد، نمونه­های موزاییکی به ابعاد تقریبی 60×60 و ضخامت تقریبی 5/3 سانتی‌متری ازتعدادی بلوک سنگی از یک نوع تهیه شد. سپس به صورت چشمی براساس یک سری از شاخص­ها از قبیل گسترش، بازشدگی و جهت غالب، سطوح ضعف بالقوه بر روی نمونه­ها قبل از شکست مشخص و علامت‌گذاری ­شد. پس از شکست نمونه میزان درستی تشخیص درزه­های بالقوه، کنترل شده و براساس سطح انرژی مورد نیاز برای شکست تقسیم­بندی صورت گرفت. آن بخش از درزه­ها که پتانسیل بودن بصورت ناپیوستگی را دارند اما به صورت برجا ناپیوستگی به شمار نمی­آیند، به عنوان ناپیوستگی نوع 2 در نظر گرفته شد و درزه­هایی که پس از جابجایی بزرگ مقیاس به وجود می­آیند، نوع 3 دسته­بندی شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of Fragmentation on Geometrical Viewpoint

نویسندگان [English]

  • Enayatallah Emami Meybodi
  • Seyyed Mohammad Esmaeil Jalali
Dept. of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University
چکیده [English]

Good estimation of fragmentation potential is very important topic before selection of caving extraction methods. In-situ fragmentation is result of discontinuities with zero tension strength but primary and secondary fragmentations happen in rock blocks that seem intact and without any discontinuity. In reality in these blocks when induced stresses (due to under cutting) or shock and stress (due to transition of rock mass) affect the blocks, weak surfaces such as rock bridges, veinlet and schistose surfaces (surfaces with tension strength) are first candidates for breakage and slice. Thus it is necessary to quantify these discontinuities in a rock mass. The purpose is to construct a way for prediction of potential discontinuities. In the next step based on necessary energy for breakage, potential discontinuities are classified. We try to design and construct a new method for quantifying and classifying discontinuities in rock mass.  This method helps us to have an initial estimate of fragmentation when induced stress and large scale displacement affect rock blocks. Rock bridges, veinlet and weak surfaces in rock like as schistose surfaces (surfaces with tension strength) are potential discontinuity. Those joints that have potential of being counted as discontinuities but are not considered discontinuity in in-situ form are put in class No,2 versus in situ fractures (surfaces without tension strength) are classified No,1. fractures which are created after large scale displacements are known class No, 3.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fragmentation
  • caving extraction methods
  • Potential fractures
  • In situ fracture
  • fracture Class No 2&3
[1] Pine R.J., Coggan, J. S., Flynn, Z., & Elmo, D. (2006). The development of a comprehensive numerical modelling approach for pre-fractured rock masses. Rock Mechanics and Rock Engineering. 39. 5: 395- 419.
[2] Rogers, S. F., Kennard, D. K., Dershowitz, W. S., & vanas, A. (2007). Characterising the in situ fragmentation of a fractured rock mass using a discrete  fracture network  approach, Rock Mechanics: Meeting Society's Challenges and Demands - Eberhardt, Stead & Morrison (eds) Taylor & Francis Group, London, ISBN 978-0-415-44401-9.
[3] Piteau, D. R. (1972). Engineering geology considerations and approach in assessing the stability of rock slopes. Bulletin of the Association of Engineering Geologists IX, 301–320.
[4] Piteau, D. R., & Martin, D. C. (1977). Slope stability analysis and design based on probability techniques at Cassiar Mine. CIM Bulletin, pp.139–150.
[5] Wanga, C., Tannant, D. D., & Lilly, P. A. (2003). Numerical analysis of the stability of heavily jointed Rock slopes using PFC2D. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences (40), 415–424.
[6] Tollenaar R. N. (2008).  Characterization of discrete fracture networks and their influence on caveability and fragmentation. (Master of Applied Science) The University of British Colombia.
[7] Brown, E.T. (2003). Block Caving Geomechanics, The International Caving Study Stage I 1997-2000, Julius Kruttschnitt Mineral Research Centre, Brisbane, Australia.
[8] Laubscher, D.H. (2003). Cave Mining Handbook, De Beers, p. 138.
[9] El-Ramly, H., Morgenstern, N. R., & Cruden, D. M. (2002). Probabilistic slope stability analysis for practice. Can. Geotech. J. 39, 665–683.
[10] Price D.G. (2009). Engineering Geology: Principles and Practice, Edited and compiled: M.H.de Freitas, Springer,.
[11] MINITAB QUALITY COMPANION™, (2009), http://www.minitab.com