Оценка устойчивости бортов карьеров в скальных грунтах

В статье рассматривается методика расчёта устойчивости бортов карьеров, сложенных скальными грунтами, с учетом геолого-структурных особенностей скального массива и пространственного положения зон ослабления по отношению к бортам карьера. Показано, что в зависимости от их взаимной ориентировки задача устойчивости бортов карьера может быть решена в двумерной или трехмерной постановке. Приведены примеры расчета устойчивости бортов карьера с учетом зон ослабления в двумерной постановке методами предельного равновесия и конечных элементов, в трехмерной постановке – методом объёмных скальных блоков. Описаны современные критерии прочности, которые рекомендуется использовать при моделировании устойчивости скальных оползней. Предлагаемая методика оценки устойчивости бортов карьеров, закладываемых в скальных грунтах, позволяет обоснованно выбрать метод расчета, в зависимости от совместной ориентации структурного плана скального массива и пространственного положения бортов карьера. 

1. Barton N.R., Bandis S. Review of predictive capabilities of JRC-JCS model in engineering practice // Rock joints:Proc. Int. Symp. оn Rock Joints / N. Barton, O. Stephansson, eds. - Rotterdam: Balkema, 1990. – pp. 603-610.

2. Barton N.R. and Choubey V., The shear strength of rock joints in theory and practice. Rock Mech. 10(1- 2), 1-54.

3. Esterhuizen J., Filz G.M. and Duncan, J.M.. Constitutive Behaviour of Geosynthetic Interfaces, Journal of GeoTechnical and Geoenvironmental Engineering, October 2001, pp. 834-840.

4. Hoek E., Bray J., Boyd J. The stability of a rock slope containing a wedge resting on two intersecting discontinuities // Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 1973. – v. 6. – №1, pp. 22-35.

5. Hoek E., Bray J.W. Rock Slope Engineering/3rd ed. - London: Institution of Mining and Metallurgy, 1981. – 358 p.

6. Hoek E., Caranza-Torres C.T., Corcum B. HoekBrown failure criterion-2002 edition//Proc. of the North American Rock Mechanics Society (NARMSTAC’2002). – Toronto: Mining Innovation and Technology, 2002. – v. 1. – pp. 267-273.

7. Krahn J. Stability modeling with SLOPE/W. An Engineering Methodology: First Edition, Revision 1. Calgary, Alberta: GEO-SLOPE International Ltd., 2004. – 396 pp.

8. Krahn J., Price V.E., and Morgenstern, N. R. Slope stability computer program for Morgenstern- Price method of analysis // University of Alberta, Edmonton, Alta. 1971. Vol. 14.

9. Markland J.T. A useful technique for estimating the stability of rock slopes when the rigid wedge sliding type of failure is expected // Imperial College Rock Mechanics Research Report, 1972. – №19. – 10 p.

10. Patton F.D. Multiple models of shear failure in rock // Proc. 1stInternat.Congr. on Rock Mechanics. – Lisbon, 1966. – v. 1. – pp. 509-513

11. Snowden, “Proposal for Additional Features in SLIDE and SWEDGE”, unpublished memorandum to Rocscience, 5th April 2007.

12. Snowden, "Snowden Modified Anisotropic Linear strength model", unpublished memorandum to Rocscience, November 2011.

13. Wyllie D.C., Mah C.W. Rock Slope Engineering: civil and mining/4rd ed. – London: Spon Press / Taylor&Francis Group, 2010. – 431 p.

14. Зеркаль О. В., Фоменко И. К. Оползни в скальных грунтах и оценка их устойчивости // Инженерная геология. — 2016. — № 4. — С. 4–21.

15. Зеркаль О. В., Фоменко И. К. Оценка влияния анизотропии свойств грунтов на устойчивость склонов // Инженерные изыскания. — 2013. — № 9. — С. 44–50.

16. Калинин Э.В., Панасьян Л.Л., Широков В.Н., Артамонова Н.Б., Фоменко И.К. Моделирование полей напряжений в инженерно-геологических массивах. – М.: МГУ, 2003. – 261 с.

17. Крауч С., Старфилд А. Методы граничных элементов в механике твердого тела. - М.: Мир, 1987. – 217 c.

18. Правила обеспечения устойчивости откосов на угольных разрезах. – СПб.: Гос. НИИ горн. геомех. и маркшейд. дела – Межотрасл. науч. центр ВНИМИ, 1998. – 208 с.

19. Пендин В. В., Фоменко И. К. Методология оценки и прогноза оползневой опасности. – М.: ЛЕНАНД Москва, 2015. –320 c.

20. Рекомендации по расчету устойчивости скальных откосов: П-843-86. – М.: Гидропроект, 1986. - 51 с.

21. СП 11-105-97 Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть II. Правила производства работ в районах развития опасных геологических и инженерно-геологических процессов. - М.: Госстрой России, 2003. – 93 с.

22. СП 116.13330.2012 Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов. Основные положения (Актуализированная редакция СНиП 22-02-2003). – М.: Минрегион России, 2012. – 60 с.

23. СП 47.13330.2012 Инженерные изыскания для строительства. Основные положения (Актуализированная редакция СНиП 11-02-96). – М.: Минрегион России, 2012. – 116 c.