El concepto de longitude elemental representativa (REL) como una herramienta eficiente para estudiar los efectos de escala en problemas de ingeniería de rocas
DOI:
https://doi.org/10.21701/bolgeomin.131.3.001Palabras clave:
metodología de red de fracturas discretas (DFN), designación de calidad de la roca (RDQ), sistemas de clasificación de los macizos rocosos, longitud elemental representativa (REL), concepto de Elipsoide RELResumen
En este trabajo se utiliza una metodología de red de fracturas discretas (DFN) para estudiar los efectos de escala sobre las medidas de designación de calidad de la roca (RQD). RQD es un parámetro que describe la calidad del macizo rocoso y representa un componente fundamental de varios sistemas de clasificación de los macizos rocosos. Los resultados demuestran que es posible definir una longitud elemental representativa (REL) por encima de la cual las medidas de RQD representan un indicador medio de la calidad del macizo rocoso. No obstante, el sesgo direccional de las medidas de RQB es tal que la elección de la REL es, ella misma, una función de la orientación de la línea de muestreo utilizada para estimar el RQD. Mediante la consideración de múltiples direcciones de muestreo, este trabajo introduce el concepto del Elipsoide REL, por lo cual el valor normalizado del REL a lo largo de tres direcciones de muestreo indica el grado de homogeneidad e isotropía del macizo rocoso con incremento en el problema de escala. En opinión de los autores, el concepto de Elipsoide REL permite capturar mejor la naturaleza del volumen elemental representativo (REV) tridimensional tanto para masas rocosas isótropas como anisótropas. La cartografía de datos de un mina, de tipo salas y pilares, se ha utilizado en una validación inicial del concepto de Elipsoide REL propuesto.
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Barton, N., Lien, R., Lunde, J. 1974. Engineering classification of rock masses for the design of tunnel support. In: Rock Mechanics, 6 (4), 189-236. https://doi.org/10.1007/BF01239496
Bear, J., 2013. Dynamics of fluids in porous media. Courier Corporation. Bieniawski ZT, 1989. Engineering rock mass classification. Wiley, New York, 251 pages.
Cai, M., Kaiser, P.K., Uno, H., Tasaka, Y. and Minami, M. 2004. Estimation of rock mass strength and deformation modulus of jointed hard rock masses using the GSI System. Int. J. Rock Mechanics and Mining Sciences, 41(1), pp. 3-19. https://doi.org/10.1016/S1365-1609(03)00025-X
Cundall, P.A. 2008. Quantifying the size effect of rock mass strength. SHIRMS 2008. Australian Centre for Geomechanics, Perth. https://doi.org/10.36487/ACG_repo/808_31
Deere, D.U. and Hendron, A.J., J., Patton, FD, and Cording, EJ (1967). Design of surface and near-surface construction in rock. In Failure and Breakage of Rock, Eighth Symposium on Rock Mechanics (pp. 237-302).
Dershowitz, W.S., Herda, H.H. 1992. Interpretation of fracture spacing and intensity. In: Proceedings of the 33rd US Rock Mechanics Symposium, Publ. 33, 757-766.
Elmo, D., Donati, D., Stead, D. 2018. Challenges in the characterization of rock bridges. Submitted to Engineering Geology. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.06.014
Elmo, D. and Stead, D., 2010. An integrated numerical modelling-discrete fracture network approach applied to the characterisation of rock mass strength of naturally fractured pillars. Rock Mechanics and Rock Engineering, 43(1), pp.3-19. https://doi.org/10.1007/s00603-009-0027-3
Elmo, D., 2006. Evaluation of a hybrid FEM/DEM approach for determination of rock mass strength using a combination of discontinuity mapping and fracture mechanics modelling, with particular emphasis on modelling of jointed pillars (Doctoral dissertation, University of Exeter).
Esmaieli, K., Hadjigeorgiou, J. and Grenon, M. 2010. Estimating geometrical and mechanical REV, based on synthetic rock mass models at Brunswick Mine. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 47(6), 915-926. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2010.05.010
Havaej, M. and Stead, D. 2016. Investigating the role of kinematics and damage in the failure of rock slopes. Computers and Geotechnics, 78, 181-193. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2016.05.014
Hill, R., 1963. Elastic properties of reinforced solids: some theoretical principles. J. Mech. Phys. Solids, 11, 357-372. https://doi.org/10.1016/0022-5096(63)90036-X
Hoek, E., 2007. Practical Rock Engineering. https://www.rocscience.com/learning/hoek-s-corner.
Hoek, E., Carter, T.G. and Diederichs, M.S., 2013. Quantification of the geological strength index chart. In 47th US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium. American Rock Mechanics Association.
Hoek, E., Kaiser P.K. and Bawden W.F. 1995. Support of underground excavations in hard rock. Rotterdam, Balkema.
Hoek, E. and Brown, E.T. 2019. The Hoek-Brown failure criterion and GSI-2018 edition. J. Rock Mech. Geotech. Eng. , In press. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2018.08.001
Jakubec, J. and Esterhuizen, G. 2000. Use of the mining rock mass rating (MRMR) classification: industry experience.
Palmstrom, A. 2001. In In-situ characterization of rocks. Sharma V.M. and Saxena K.R. eds. A.A. Balkema publishers, 2001, pp. 49-97.
Palmstrom, A. 2005. Underground Space Technology 20, 362-377. https://doi.org/10.1016/j.tust.2005.01.005
Pine RJ, Harrison JP (2003) Rock mass properties for engineering design. Q. J. Eng. Geol. Hydrogeol. 36, pp.5-16. https://doi.org/10.1144/1470-923601-031
Pells, P.J., Bieniawski, Z.T., Hencher, S.R., Pells, S.E. 2017. Rock quality designation (RQD): time to rest in peace. Can. Geotech. J., 54, 825-834. https://doi.org/10.1139/cgj-2016-0012
Wang, R., Elmo, D., Stead, D., Rogers, S. 2017. Characterisation of rock mass representative elementary volume using RQD and a discrete fracture network approach. In Proceedings of the 51st Int. Symp. Rock Mech., San Francisco, U.S. June 2017. Paper 760.
Zhang, W., Chen, J., Cao, Z., Wang, R. 2012. Size effect of RQD and generalized representative volume elements: A case study on an underground excavation in Baihetan dam, Southwest China. Tunnelling and Underground Space Technology 35. pp. 89-98. https://doi.org/10.1016/j.tust.2012.12.007
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