Структурные и геомеханические домены: в чём разница?

Наш сайт Scientia.ru, телеграм канал Scientia | Геомеханика и Геотехника.

При построении геомеханической модели месторождения мы работаем с двумя типами доменов. Их часто путают, хотя они решают разные задачи.

Определения

Структурный домен — это область с однородной ориентацией трещин: системы имеют схожие азимуты и углы падения, а разброс значений остаётся постоянным. Структурные домены нужны для кинематического анализа. На карьерах один и тот же набор трещин может давать устойчивые уступы в одном направлении и неустойчивые — в другом. Мы анализируем сочетания направлений уступов и трещин, чтобы выявить потенциально неустойчивые блоки: плоскостной сдвиг, клин, опрокидывание.

Геомеханический домен — это область с однородными физико-механическими свойствами и характеристиками породного массива, используемая как расчётная единица модели. Строгого определения этого термина в нормативных документах нет — его содержание зависит от решаемой задачи.

На практике геомеханический домен чаще всего представляет собой совокупность усреднённых свойств, характерных для данной области:
🔸физико-механические свойства пород (прочность, объёмный вес)
🔸рейтинговые характеристики массива (RMR, GSI, MRMR)
🔸степень трещиноватости и выветрелости

В простейших моделях геомеханические домены совпадают с литологическими: физико-механические свойства задаются для каждого литотипа, и домен фактически определяется границами залегания породы.

В более сложных моделях геомеханические домены выделяются по совокупности свойств: литологии, степени выветрелости, трещиноватости, рейтинговых характеристик. При максимальном усложении — в блочной геомеханической модели, каждый блок фактически является отдельным доменом, поскольку несёт усреднённые свойства именно для своего объёма породы. Выделение укрупнённых доменов в таком случае — это осознанное упрощение, необходимое для практических расчётов.

Практическое применение

Объединение участков в домены решает и практическую задачу: упрощает модель, снижает вычислительную нагрузку и делает интерпретацию результатов более чёткой — вне зависимости от сложности самой модели.

Структурный домен определяет кинематику разрушения, геомеханический — описывает состояние и свойства породного массива.

Границы этих домены чаще всего не совпадают. Два участка с разной ориентацией трещин могут иметь одинаковые физико-механические свойства и войти в один геомеханический домен. И наоборот — в пределах одного структурного домена GSI может существенно меняться из-за выветривания или других изменений пород.

Как на практике определяются границы структурных доменов — расскажем в следующих публикациях.

Источник:
🔗 https://www.lopproject.com/guidelines-for-open-pit-slope-design-2009/