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.
Для того, чтобы мы могли качественно предоставить Вам услуги, мы используем cookies, которые сохраняются на Вашем компьютере. Нажимая ПРИНЯТЬ,
Вы подтверждаете то, что Вы проинформированы об использовании cookies на нашем сайте. Отключить cookies Вы можете в настройках своего браузера.
Принять
Политика конфиденциальности