Перейти к содержимому

Зависимость кинетической энергии, максимальной высоты отскока, горизонтального перемещения и скорости обломка камнепада от его формы

УДК: 550.394.4
DOI: 10.24412/2519-2418-2024-341-246-267
EDN: JRLFRE
Получено: 18.09.2024
Опубликовано: 03.10.2024

Оригинальный язык: ru

Полный текст статьи | JATS XML

Белов Олег Дмитриевич, НИТУ «МИСиС», аспирант кафедры физических процессов горного производства и геоконтроля, email: below2idknet@inbox.ru

Аннотация
На сегодняшний день камнепады представляют собой одно из наиболее опасных явлений при ведении открытых горных работ. В связи с этим необходимо предусмотреть специальные меры по предотвращению таких случаев. На этапе проектирования карьера для этой цели может служить изменение параметров уступов, для месторождений уже введенных в эксплуатацию, основным средством предотвращения камнепадов являются улавливающие барьеры. Основными параметрами таких барьеров являются их высота и максимальная энергия, которую может поглотить барьер без разрушения. Целью данной работы является определение влияния формы обломка камнепада на его кинетическую энергию, высоту отскока, горизонтальное перемещение и скорость с целью подбора оптимальных параметров барьера. Для этого был написан программный код в программной среде Python, имитирующий топографическую съемку с последующим проведением моделирования в специализированном комплексе RAMMS: Rockfall для пяти форма обломков, получивших наибольшее распространение в технической литературе – кубическая, сферическая, эквивалентная, плоская и удлиненная.

Ключевые слова: камнепад, компьютерное моделирование, форма обломка, кинетическая энергия, перемещение, высота отскока, скорость, топография, Python

ЛИТЕРАТУРА
  1. Горбачева, Т. М. Обеспечение безопасности объекта под скалистым уступом от камнепадов: решение «Маккаферри» во Франции // Геоинфо. – 2022. – № 12. – С. 46-55.
  2. Фольквейн, А. Оценка возможностей и надежности гибких систем защиты от камнепадов / А. Фольквейн, М. Фулде, И. Кригер – Хауксон // Геоинфо. – 2021. – № 7. – С. 42-47.
  3. Шеина, Т. В. Технологии защиты автодорог от камнепадов / Т. В. Шеина, Е. А. Авдеева // Градостроительство и архитектура. – 2018. – № 8(1). – С.28-34.
  4. Bichler, A. Special solutions in hazard mitigation / A. Bichler, G. Stelzer // Proceedings of the 6-th Canadian GeoHazards Conference (GeoHazards 6) Queen’s University in Kingston, Kingston, Ontario, Canada, 15-18 June 2014. – The Canadian Geotechncial Society (CGS). – 2014.
  5. Решетняк, С. П. Гравитационные аспекты обеспечения безопасности работ в прибортовой зоне карьера / С. П. Решетняк, В. А. Фокин, Г. Е. Тарасов, В. А. Александров, М. Б. Тогунов, А. А. Данилкин, В. Е. Каира // Горный журнал. – 2005. – № 2. – С. 71-72.
  6. Мелихов, М. В. Применение технологии скейлинг для защиты карьерного автотранспорта от камнепадов / М. В. Мелихов, Г. В. Чащинов // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. – 2017. – № 14. – С. 311-314.
  7. Kalenchuk, K. S. Characterizing block geometry in jointed rockmasses / K. S. Kalenchuk, M. S. Diederichs, S. McKinnon // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2006. – V.43 I. 8. – p. 1212-1225. DOI:10.1016/j.ijrmms.2006.04.004
  8. Kalenchuk, K.S. Block geometry and rockmass characterization for prediction of dilution potential into sub-level cave mine voids / K. S. Kalenchuk, M. S. Diederichs, S. McKinnon // Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2008. – V. 45. – I.6. – p. 929-940. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2007.10.006
  9. Umili, G. Influence of uncertainties: A focus on block volume and shape assessment for rockfall analysis / G. Umili, B. Taboni, A. M. Ferrero // Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engi-neering. 2023. – V.15. – I. 9. – p. 2250-2263. https://doi.org/10.1016/j.jrmge.2023.03.016.
  10. Kong D. In – Situ Block Characterization of Jointed Rock Exposures Based on a 3D Point Cloud Model / D. Kong, F. Wu, C. Saroglou, P. Sha, B. Li // Remote Sens. – 2021. – V. 13. – p. 2540. https://doi.org/10.3390/rs13132540
  11. Shen, W. DEM analyses of rock block shape effect on the response of rockfall impact against a soil buffering layer / W. Shen, T. Zhao, F. Dai, M. Jiang, G.G.D. Zhou // Engineering Geology. – 2019.– V. 249.–p.60 – 0.https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2018.12.011
  12. Dijke, J. Rockfall hazard: a geomorphologic application of neighbourhood analysis with ILWIS / J. Dijke, C. J. Westen // ITC Journal. – 1990. – Vol. 1. – pp. 40-44.
  13. Scheidegger A. Physical aspects of natural catastrophes / A. Scheidegger // Elsveir. – 1975. – 312 p.
  14. Kirby, J. Surface stone movement and scree formation / J. Kirby, L. Statham // The Journal of Geology. – 1975. – Vol. 83. – I.3. – pp. 349-362. https://doi.org/10.1086/628097
  15. Dorren, L. A review of rockfall mechanics and modelling approaches / L. Dorren // Organic Geochemistry. – 2003. – Vol 27. – I.1. – pp. 69-87. 10.1191/0309133303pp359ra.
  16. Hengxing, Lan RockFall analyst: A GIS extension for three – dimensional and spatially distributed rockfall hazard modeling / Lan Hengxing, C. D. Martin, C. H. Lim // Computers & Geosciences. – 2007. – vol. 33. – no. 2. – pp. 262-279. DOI: 10.1016/j.cageo.2006.05.013.
  17. Zhan, J. Rockfall hazard assessment in the Taihang Grand Canyon Scenic Area integrating regional – scale identification of potential rockfall sources / J. Zhan, Z. Yu, Y. Lv, J. Peng, S. Song, Z. Yao // Remote Sensing. – 2022. – vol. 14. – article 3021. DOI: 10.3390/rs14133021.
  18. Noël, F. Comparing Flow – R, Rockyfor3D and RAMMS to Rockfalls from the Mel de la Niva Mountain: A Benchmarking Exercise / F. Noël, S. F. Nordang, M. Jaboyedoff, M. Digout, A. Guerin, J. Locat, B. Matasci // Geosciences. – 2023. – vol. 13. – p. 200. DOI: 10.3390/geosciences13070200.
  19. Utlu, M. Evaluation of rockfall hazard based on UAV technology and 3D Rockfall Simulations / M. Utlu, M. Z. Öztürk, M. Şimşek, M. F. Akgümüş // International Journal of Environment and Geoinformatics. – 2023. – vol. 10. – no. 4. – pp. 001-016. DOI: 10.30897/ijegeo.10323768.
  20. Horton, P. Flow-R, a model for susceptibility mapping of debris flows and other gravitational hazards at a regional scale / P. Horton, M. Jaboyedoff, B. Rudaz, M. Zimmermann // Natural Haz-ards and Earth System Sciences. – 2013. – vol. 13. – pp. 869-885. DOI: 10.5194/nhess – 13 – 869 – 2013.
  21. Sturzenegger, M. Semi – automated regional scale debris flow and debris flood susceptibility mapping based on digital elevation model metrics and Flow – R software / M. Sturzenegger, K. Holm, L. Carie – Ann, J. Matthias // 7th International Conference on Debris – Flow Hazards Mitigation. – 2019. – pp. 1-9.
  22. Wulandary, H. Rock endpoints and barriers estimation of slope failure in pinousuk gravel slopes using rocfall simulation / H. Wulandary, B. Musta // IOP Conference Series: Earth and Envi-ronmental Science. – 2019. – vol. 1103. – no. 1. – article 012033. DOI: 10.1088/1755 – 1315/1103/1/012033.
  23. Yuanyuan, H. The study of rockfall trajectory and kinetic energy distribution based on numerical simulations / H. Yuanyuan, N. Lei, L. Yan, H. Wang, J. Senfeng, Z. Xiaohan // Natural Hazards. – 2021. – vol. 106. – pp. 1-21. DOI: 10.1007/s11069 – 020 – 04457 – z.
  24. Krautblatter, M. Rock slope instability and erosion: toward improved process understanding / M. Krautblatter, J. R. Moore // Earth Surf. Process. Landform. – 2014. – Vol. 39. – p. 1273-1278.
  25. D’Amato, J. Engineering Geology for Society and Territory / J. D’Amato, A. Guerin, D. Hantz, J. – P. Rossetti, M. Jaboyedoff // Professional Ethics and Public Recognition of Engineering Geology. – 2014. – Vol.2. – p. 1919-1923.
  26. Blott S. J. Particle shape: a review and new methods of characterization and classification / S. J. Blott, K. Pye // Sedimentology. – 2008. – Vol. 55. – p. 31-63.
Мы используем файлы cookie и рекомендательные технологии. Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с Политикой обработки персональных данных.
Принять
Политика конфиденциальности