Сравнение методов моделирования с ПО Prorock при оценке устойчивости подземных выработок

← к сайту

В материалах Southeastern Europe Tunnelling Conference опубликована статья под авторством Neil Bar, Gecko Geotechnics. Работа представлена в рамках конференции SETC-2025, которая проходила 1–3 октября 2025 года в Белграде, Сербия. Статья посвящена выбору численного метода при оценке устойчивости подземных горных выработок.

Главная идея работы: если модель показывает завышенную зону смещений или неверный механизм разрушения, это может привести к завышенной оценке крепи, уменьшению пролётов и дополнительным затратам.

Автор сравнил несколько подходов:

• континуальный подход с предположением однородного и изотропного массива;
• гибридно-континуальный подход с учётом сети нарушений сплошности;
• гибридно-дискретный подход FDEM в ПО Prorock;
• дискретный подход DEM в ПО UDEC.

В статье показано, что континуальные модели с использованием GSI и критерия Хука — Брауна удобны для быстрой оценки. Но такой подход предполагает, что массив можно представить как однородную и изотропную среду.

Для сравнения были рассмотрены три практических примера. В первых двух сравнивались континуальная и гибридно-континуальная модели. В третьем примере дополнительно использовались расчёты в Prorock и UDEC.

Отдельное внимание в статье уделено камере Гьёвик в Норвегии пролетом 62 м. Камера была пройдена в гнейсовом массиве, расположенном близко к поверхности. Массив описан как блочный, значения Q изменялись от 1 до 30, средневзвешенное значение составляло около 9. По имеющимся данным GSI находился в диапазоне 70–80. Ожидаемое поведение массива - выпадение блоков, контролируемое нарушениями сплошности.

Сравнение подходов и преимущества ПО Prorock

Континуальная однородная модель показала существенно более широкую зону смещений, чем гибридно-континуальная, FDEM и DEM модели. По абсолютным значениям смещений континуальная модель также дала завышенный результат.

В рассмотренных примерах континуальный подход предсказал более крупные зоны смещений, завышая глубину зоны текучести, занижая коэффициент запаса устойчивости и указывая на неподходящий механизм разрушения. Гибридные и дискретные подходы требуют больше времени на построение модели, но позволяют реалистичнее описывать инженерно-геологические условия: слоистость, сланцеватость, трещины, блоковое строение и локальные механизмы потери устойчивости.

Для таких условий преимущество Prorock заключается в возможности моделировать не только поле напряжений и смещений, но и структурно обусловленное поведение массива: локализацию деформаций, отделение блоков и развитие механизмов разрушения, связанных с нарушениями сплошности.

Источники:

🔗https://scindeks-zbornici.ceon.rs/article.aspx?artid=proc-00592503243B