Numerical determination of strength and deformability of fractured rock mass by FEM modeling

Yang, Jianping; Chen, Weizhong; Yang, Diansen; Yuan, Jingqiang

doi:10.1016/j.compgeo.2014.10.011

Cited by 63 publications

(11 citation statements)

References 46 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Order By: Relevance

“…3). Activation of the components of the mixture on a vibrating screen, in a disintegrator and a vibrating pipeline with activation of water by precipitation of salts and impurities expands the use of advanced technologies with hardening mixtures [22,23]. Combined void filling in the development of ore deposits by underground block leaching (UBL) is used in developed mining countries of the world (Fig.…”

Section: Research Resultsmentioning

confidence: 99%

Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining

Lyashenko

Khomenko

Голик

et al. 2020

TAPR

View full text Add to dashboard Cite

Об'єктом дослідження є технологія та технічні засоби для погашення порожнеч під час підземного видобутку руд в масивах, що енергетично порушені. Одним із найбільш проблемних місць є погашення техногенних порожнеч, які впливають на виникнення та перерозподіл напруженодеформаційного ста ну (НДС) масиву гірських порід. Їх існування в земній корі провокує порушення денної поверхні, а також вплив геомеханічних і сейсмічних явищ, аж до рівня землетрусів. У роботі виконано аналітичні дослідження, порівняльний аналіз теоретичних і практичних результатів за стандартними та новими методиками за участю авторів. Розглянуті особливості прояву гірського тиску в скельних масивах складної будови, зумовлені інтенсивністю розривних структур (акустична жорсткість від 0,11 до 0,18 МПа/с, коефіцієнт ударонебезпеки-0,98). Досліджено умови прояву залиш кової несучої здатності порушених порід і перекладу геоматеріалів у режим об'ємного стиснення (в зоні порушених порід коефіцієнт ослаблення знижується до 0,04-0,15 від початкової величини 0,25-0,35). Показана принципова оцінка стійкості виробок в неоднорідних скельних породах міцністю 50-150 МПа на глибинах до 600 м, що залежить від положення виробок щодо елементів структурної порушеності та можливості створення надійних конструкцій. Зроблено висновки про ефективність використання при погашенні виробленого простору несучих конструкцій із окремістей порід розмірами більше 0,2 м і меха нічною міцністю понад 50 МПа. Це дозволяє оголювати покрівлю без обвалення при прольотах оголень до 50 м. У разі рівного розподілу напружень в приконтурній зоні та міцності несучого шару порід вироблений простір може погашатися ізоляцією або твердіючою закладкою міцністю до 1,2 МПа. Результати дослі джень можуть бути використані при підземній розробці рудних родовищ складної структури України, Російської Федерації, Республіки Казахстан та інших розвинених гірничодобувних країн світу. Ключові слова: гірський масив, підземна розробка, погашення порожнеч, природоохоронна та ресурсоз берігаюча технологія, ефективність горного виробництва.

show abstract

Section: Research Resultsmentioning

confidence: 99%

Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining

Lyashenko

Khomenko

Голик

et al. 2020

TAPR

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Most of previous applications of ECM are focused on soils and near-surface materials [29][30][31][32], rather than for modelling hydraulic fracturing in rocks at a greater depth. This may be due to the general availability of a wide range of empirical methods to define the properties of fractured materials at shallow depths [40,41].…”

Section: Equivalent Continuum Methods (Ecm)mentioning

confidence: 99%

“…These methods attempt to represent fractured media through a generalised approach that provides descriptive results for a sufficiently large scale. Previous applications of equivalent continuum approaches have tended to largely focus on relatively shallow depths of analysis [29][30][31][32].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

A Novel Equivalent Continuum Approach for Modelling Hydraulic Fractures

2020

View full text Add to dashboard Cite

Hydraulic fracturing has transitioned into widespread use over the last few decades. There are a variety of numerical methods available to simulate hydraulic fracturing. However, most current methods require a large number of input parameters, of which the values of some parameters are poorly constrained. This paper proposes a new method of modelling the hydraulically fractured region using void-ratio dependent relation to define the permeability of the fractured region. This approach is computationally efficient and reduces the number of input parameters. By implementing this method with an equivalent continuum representation, uncertainties are reduced arising from heterogeneity and anisotropy of earth materials. The computational efficiency improves modelling performance in stress sensitive zones such as in the vicinity of the injection well or near faults.

show abstract

“…e main numerical methods for simulating crack propagation are the finite element method (FEM) [7], extended finite element method (XFEM) [8], and meshless method [9]. e FEM was applied to study the mechanical behavior of rock masses and concrete in references [10,11]. When the FEM is used to study crack propagation, it is necessary to remesh the elements, which substantially increases the workload and leads to low calculation accuracy and efficiency.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Modeling of Shear Crack Propagation in Rock Masses Using Mesh-Free LRPIM

Wan

et al. 2021

Advances in Civil Engineering

View full text Add to dashboard Cite

The modeling of shear cracks in materials is critical in various engineering applications, such as the safety analysis of concrete structures and stability analysis of rock slopes. Based on the idea of Goodman element, the elastic-plastic constitutive model of the shear cracks is derived, and the elastic-plastic analysis of shear crack propagation is realized in the local radial basis point interpolation method (LRPIM). This method avoids the loss of accuracy caused by the mesh in the analysis of fracture propagation, and the crack propagation of rock brittle material is simulated. The investigation indicates that (1) the LRPIM results are close to the FDM results, which demonstrates that it is feasible to analyze shear cracks in rock masses. (2) Compared with the results of the built-in oblique crack model, when the LRPIM is used to analyze crack propagation, the results are close to the experimental results, showing that the LRPIM can model shear crack propagation in a rock mass. (3) The propagation path using the LRPIM is not sufficiently smooth, which can be explained as the crack tip stress and strain not being sufficiently accurate and still requiring further improvement.

show abstract

Numerical determination of strength and deformability of fractured rock mass by FEM modeling

Cited by 63 publications

References 46 publications

Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining

Substantiation of environmental and resource-saving technologies for void filling under underground ore mining

A Novel Equivalent Continuum Approach for Modelling Hydraulic Fractures

Modeling of Shear Crack Propagation in Rock Masses Using Mesh-Free LRPIM

Contact Info

Product

Resources

About