استفاده از روش هاي تحليل عددي سه بعدي در تحليل پايداري شيبها در معادن روباز

Application of 3D Numerical Methods to Slope Stability Problems

روشهاي طراحي معمول شيب ها عمدتاً در پي پيش بيني زمان وقوع شكست در شيب مي باشند. به عبارت ديگر هدف از اين روشها پيش بيني اين است كه چه موقع بارهاي وارده به شيب ا ز حد مقاومت توده سنگ فراتر رفته و منجر به شكست آن مي شود. مبناي اصلي محاسبات بدست آوردن بارهاي وارده به سازه سنگي و مقايسه آن با مقاومت سازه مي باشد. روشهاي طراحي متداول را مي توان به دو دسته روشهاي تجربي و روشهاي تعادل حدي تقسيم بند ي كرد. روشهاي تجربي عمد تاً مبتني بر تاريخچه رفتار شيب مي باشد. در اين روشها تما مي پارامترهاي مؤثر در رفتار شيب در قالب يك دياگرام طراحي ارائه و مورد استفاده قرار مي گيرد . اين روش ه ا از دقت كافي برخوردار نبوده و نمي توان از آنها براي طراحي نهايي شيب ها بخصوص در سنگهاي سخت كه تاري خچه رفتار شيب نامعلوم و شكست بصورت ناگهاني اتفاق مي افتد استفاده كرد . روشهاي تعادل حدي مبتن ي بر توسعه راه حل هاي دقيق مي باشند كه توام با ساده سازي شرايط مرزي و مكانيك حاكم بر مسأله مي باشند. از اين روشها وقتي مي توان استفاده كرد كه هندسه و شرايط مرزي مسأل ه ساده باشند . روشهاي عدد ي، روشه اي پيشرفته طراح ي هستند كه در چند دهه اخير توسط جامعه مهندسي معدن مورد استفاده قرار گرفته اند. در اين روشها فيزيك و مكانيك حاكم بر مسئله بطور دقيق بيان شده و شرايط مرز ي حاكم بر مسئله را با دقت قابل قبول مي توان در محاسبات اعم ال كرد . هدف از اين مقاله مع رفي روشه اي عددي و جايگاه آنها از نقطه نظر تحليل پايدار ي شيبها در معادن روباز مي باشد. همچنين استفاده از روشها ي عدد ي در تحليل پايداري و طراحي معادن روباز در قالب يك مطالعه موردي در يكي از معادن روباز كانادا ارائه خواهد شد.

Most of slope design methods are aimed at predicting when loads applied to the slope exceeds the slope strength. The methods are based on calculating the sum of loads acting on the slope and comparing it with the strength of slope along a presumed failure surface. Commonly used design methods can be categorized as empirical methods and limit equilibrium methods. Empirical methods are based on the knowledge from the slope behavior history and all slope parameters are included in an empirically determined diagram. Equilibrium methods lack accuracy for detail design and should only be used for preliminary design. The limit equilibrium methods are based on closed from solutions obtained from equilibrium equations. These methods can be used when the problem geometry is simple, material behavior and loading condition are not complex. Hence, application of these methods has limitation for detail design in particular for complicated slopes. On the other hand, numerical methods are advanced design techniques which are introduced to the mining industry during the past decades. The objective of this paper is to discuss the important mechanisms involved in slope failure and demonstrated the application of advanced 3D numerical techniques to the slope stability problems.