№76-5

Дослідження впливу кута укосу робочого уступу кварцових пісків на коефіцієнт його стійкості

М.В. Дзьоба¹, О.О. Фролов¹

¹Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститутімені Ігоря Сікорського», Київ, Україна

Coll.res.pap.nat.min.univ. 2023, 75:51–62

Full text (PDF)

АНОТАЦІЯ

Мета. Метою досліджень представленої наукової публікації є встановлення закономірності впливу кута укосу робочого уступу кварцових пісків на коефіцієнт його стійкості в умовах Сихівського родовища.

Методика дослідження. Застосовано комплексний методичний підхід, який складається з аналізу минулих результатів досліджень з визначення параметрів стійкості укосів гірських масивів, застосування порівняльного аналізу отриманих власних даних, графоаналітична методика встановлення залежності між коефіцієнтом стійкості уступу та кутом його відкосу.

Результати дослідження. Встановлено, що характер зміни графічних залежностей коефіцієнту стійкості робочого уступу від кута укосу є однаковим як для методів аналізу у Rocscience Slide, так і для нормативного методу графічних побудов (за Г.Л. Фісенко). Отримані залежності з високим ступенем достовірності описуються поліномом 2-го порядку.

Доведено, що нормативне мінімальне значення коефіцієнту стійкості робочого уступу (K_st = 1,2), залежно від методу аналізу, досягається при різних кутах укосу. Чисельні значення коефіцієнту стійкості, що розраховані за методом графічних побудов, вищі за методи аналізу у Slide. Зокрема, значення коефіцієнтів стійкості більші на 6…11% у порівнянні з їх значеннями, що отримані методами аналізу Bishop і Spencer та на 9…14% у порівнянні зі значеннями Janbu при зміні кута укосу з 25°до 50°.

Наукова новизна. Отримані графічні залежності зміни коефіцієнту стійкості укосукварцових пісків Сихівського родовища від кута робочого уступу з використанням нормативного методу графічних побудов та методів граничної рівноваги у Rocscience Slide.

Практичне значення. Встановлені відмінності у чисельних значеннях коефіцієнту стійкості укосу, розрахованих методом графічних побудов, зі значеннями, які отримані методами аналізу Bishop, Janbu та Spencer у програмі Slide. Зазначені межі існуючих похибок залежно від кута укосу уступу.

Ключові слова: коефіцієнт стійкості укосу, кар’єр; кварцовий пісок, робочий уступ, поверхня ковзання, зсувний клин, метод графічних побудов, гранична рівновага.

Перелік посилань

1. Begalinov, A., Khomiakov, V., Serdaliyev, Y., Iskakov, Y. & Zhanbolatov, A. (2020) Formulation of methods reducing landslide phenomena and the collapse of career slopes during open-pit mining. E3S Web of Conferences (Vol. 168). EDP Sciences. RMGET 2020, 1–10. http://dx.doi.org/10.1051/e3sconf/202016800006

2. Дзьоба, М.В., Міщенко, А.А., & Фролов О.О. (2023). Проблема забезпечення стійкості укосів уступів і бортів кар'єрів. Тези Всеукраїнської науково-практичної онлайн-конференції аспірантів, молодих учених та студентів, присвяченої Дню науки, Житомирська політехніка, 154–155.

3. Романенко, А. О. (2019). Виділення факторів та їх параметрів для проведення оцінки стійкості бортів Глеюватського кар’єру. Науково-виробничий збірник КрНУ «Сучасні ресурсоенергозберігаючі технології гірничого виробництва»,1/2019(23), 28–38.

4. Черкез, Є.А., Мелконян, Д.В., & Скальський,В.І. (2019). Вплив просторової мінливості властивостей ґрунтів на стійкість схилу. Вісник Одеського національного університету. Географічні та геологічні науки, 24(2 (35)), 115–129. https://doi.org/10.18524/2303-9914.2019.2(35).183735

5. Фролов, О. О., & Дзьоба, М. В. (2023). Встановлення стійкості уступу кварцових пісків на кар’єрі Сихівського родовища. Технічна інженерія, 2(92), 258–267. https://doi.org/10.26642/ten-2023-2(92)-258-267.

6. Dzoba, M.V., Lytvynchuk, I.D., & Frolov, O. O. (2023). Study of the stability of the working bench of quartz sands. 6nd International Scientific and Technical Internet Conference “Innovative development of re-source-saving technologies and sustainable use of natural resources”, Petroșani, Romania: UNIVERSITAS Publishing, 151–154. https://www.upet.ro/cercetare/manifestari/Ukraine_2023_Book_of_Abstracts.pdf

7. Ковров, О.С. (2013). Оцінка впливу гідрогеологічних характеристик ґрунтів на стійкість природних схилів для прогнозу зсувів. Екологічна безпека, 1/2013(15), 72–76.

8. Jiang, S.H., Li, D.Q., Cao, Z.J., Zhou, C.B. & Phoon, K.K. (2015). Efficient system reliability analysis of slope stability in spatially variable soils using Monte Carlo simulation. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 141(2), 1–13. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)GT.1943-5606.0001227

9. Ягольник, А.М.,& Марченко, В.І. (2016). Оцінювання стійкості зсувонебезпечних схилів при зміні властивостей ґрунтів. Збірник наукових праць ПолтНТУ. Серія: Галузеве машинобудування, будівництво, 1(46), 164–173. http://reposit.pntu.edu.ua/handle/PoltNTU/2084

10. Albataineh, N. (2006). Slope stability analysis using 2D and 3D methods. The University of Akron, United States. http://rave.ohiolink.edu/etdc/view?acc_num=akron1153719372

11. https://www.rocscience.com/help/slide2/tutorials/tutorials-overview/quick-start-tutorial

12. Тютькін, О.Л., Дубінчик, О.І., & Кільдєєв, В.Р. (2023). Критичний огляд методів розрахунку стійкості укосів і схилів. Мости та тунелі: теорія, дослідження, практика, 23, 79–87. https://doi.org/10.15802/bttrp2023/281155

13. Дзьоба, М.В., Чміленко, Д.Д., & Фролов, О.О. (2023). Встановлення ступеню стійкості уступу кварцових пісків. Тези Всеукраїнської науково-практичної конференції «Сучасні проблеми гірництва та будівництва», Житомирська політехніка, 22–24. https://conf.ztu.edu.ua/wp-content/uploads/2024/01/22-2.pdf

№76-5

Наукові видання НТУ "ДП"

Інновації та технології

Відвідувачі