Дослідження стійкості тимчасово неробочого уступу кварцових пісків методом чисельного моделювання

Анотація

Мета. Встановлення стійкості тимчасово неробочого уступу в кар’єрі Сихівського родо­вища кварцового піску при різних кутах укосу шляхом чисельного моделювання його стану у програмному комплексі PLAXIS 3D та порівняння отриманих результатів з даними, визначе­ними методом графічних побудов і методами граничної рівноваги. Методика. Дослідження ґрунтується на застосуванні методу скінченних елементів для моделювання напружено-деформованого стану гірського масиву в PLAXIS 3D. Розрахунок коефіцієнта стійкості здійснювався методом поступового зниження характеристик міцності ґрунту до моменту втрати його стійкості з визначенням параметра Reached safety factor. Додат­ково проведено порівняння отриманих результатів з даними, визначеними методами Bishop, Janbu та Spencer у програмному комплексі Rocscience Slide, а такожметодом графічних побудов. Результати. Встановлено значення коефіцієнтів стійкості (Reached safety factor) уступу та максимально можливих переміщень гірського масиву для різних кутів укосу. Виявлено, що результати чисельного моделювання в PLAXIS 3D практично збігаються з показниками, отри­маними методом графічних побудов, що підтверджує достовірність і ефективність застосова­ного підходу. Водночас встановлено, що при збільшенні кута укосу відбувається закономірне зниження коефіцієнта стійкості та зростання деформацій масиву. Наукова новизна. Встановлено характер зміни параметрів стійкості уступу залежно від кута його укосу. Виконано комплексне порівняння результатів оцінки стійкості укосів кварцо­вих пісків, отриманих методами чисельного моделювання в PLAXIS 3D та граничної рівноваги. Практична значимість. Використання отриманих результатів дозволяє обґрунтувати без­печні параметри укосів уступів під час проєктування та експлуатації кар’єрів, що розробляють кварцові піски, а також сприяють підвищенню рівня промислової безпеки гірничих робіт.