ТУННЕЛИ И ГОРНОЕ ДЕЛО

Узнайте, почему PLAXIS необходим в этой области проектирования

Благодаря широким программным возможностям PLAXIS незаменим для горного дела и туннелестроения.

С PLAXIS вы можете исследовать поведение горных массивов в результате процессов туннелестроения и горнодобывающей деятельности. В зависимости от характеристик горных пород могут варьироваться модели этих пород.

Если горная порода проявляет незначительную анизотропию прочности и деформируемости, то её можно рассматривать как изотропную. Обычно это предположение является приемлемым до тех пор, как нет никакой предпочтительной ориентации трещин в горном массиве, управляющей поведением скалы. Если горный массив содержит одно доминантное направление, поведение скальной породы является анизотропным.

Проходка туннелей или добычи полезных ископаемых может иметь место в природных анизотропных породах, по крайней мере, при одном направлении плоскости стратификации. Помимо плоскостей слоистости существенный вклад в сложное поведение горного массива вносят геометрическое расположение трещин и другие виды разрывности в массиве. В таких случаях поведение горных массивов может быть изучено с помощью анизотропных сплошных моделей или дискретных моделей. Чтобы предотвратить обрушение туннеля в результате экскавации грунта, необходимы соответствующие мероприятия. Варианты крепления включают использование торкрет-бетона или бетонных колец, анкерные болты и тросы или другие системы крепления.


Задачи

PLAXIS для горных пород

В качестве моделей материала для горных пород и массивов обычно используются как линейная модель Мора-Кулона, так и нелинейная модель Хёка-Брауна. Эти модели позволяют оценить несущую способность изотропных упруго-пластических пород. Для моделирования поведения слоистых и трещиноватых скальных слоев имеются две определяющие модели: модель Jointed Rock и модель Isotropic Jointed Rock с критерием разрушения Мора- Кулона.

Если первая модель является поперечно-анизотропной упруго-пластической моделью, то вторая модель является комбинацией модели Jointed Rock с изотропным упругим поведением и моделью Мора-Кулона. Дополнительно к уже заявленным моделям для горных пород может быть доступна пользовательская модель Swelling Rock для моделирования зависящего от времени анизотропного набухание скальных пород.

PLAXIS для горного дела

Проектирование устойчивого забоя жизненно важно для обеспечения безопасности производства горных работ. PLAXIS рассчитывает перемещения и коэффициенты устойчивости в глубоких и неглубоких выработках. Из CAD-проектов можно импортировать данные по поверхностям месторождения или разрезам для создания соответствующей геометрии в PLAXIS 2D или 3D и выполнения расчётов устойчивости откосов. Дополнительный модуль 3D PlaxFlow позволяет выполнять совместный деформационно-фильтрационный расчёт для прогноза безопасности, поровых давлений и зависящей от времени инфильтрации в открытых карьерах, а также в дамбах хвостохранилищ. Для выполнения различных вариантов расчёта одной и той же модели можно использовать командную строку или функцию написания удалённых сценариев.

PLAXIS для туннелей

В PLAXIS 2D и 3D есть подпрограмма Tunnel designer для быстрого моделирования бурового туннеля с учётом давления цементного раствора, усилий в домкратах, давления в забое туннеля и/или потери объёма. Для скальных пород обычно используются две модели: модель Мора-Кулона и модель Хёка-Брауна. Эти модели позволяют оценить несущую способность изотропных упруго-пластичных горных пород. Для моделирования поведения слоистых и трещиноватых горных пород доступны модель трещиноватого скального грунта и модель изотропного трещиноватого скального грунта с критерием разрушения Мора-Кулона. Первая из этих моделей является поперечно-анизотропной упруго-пластической моделью, а вторая представляет собой комбинацию модели трещиноватого скального грунта с изотропным упругим поведением и модели Мора-Кулона. Проходка туннеля с устройством крепи и размещением опорных конструкций является трёхмерной задачей, для решения которой необходимо использовать PLAXIS 3D. В PLAXIS доступна модель, учитывающая зависящую от времени прочность и жёсткость торкретбетона, а также усадку и деформации ползучести. Эта модель, изначально разработанная для моделирования торкретбетона, может быть полезна для моделировании грунтоцементных колонн. В PLAXIS есть возможность моделировать поведение грунтового и горного массива в результате поверхностных и глубинных способов проходки туннелей.

Хотите узнать подробнее?

Скачать (PDF)