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By R. T. Jones

"SynopsisScientific progress relies on the publication of ideas and experimental results that can be replicated, tested, and improved over time. The first printed book on metallurgy to have been published in Europe is considered to be De la Pirotechnia, written in Italian by Vannoccio Biringuccio, and published in Venice in 1540. Together with De Re Metallica, written by Georgius Agricola and published in Latin in 1556, this can be considered to mark the start of scientific and technical literature in this field. Scientific publishing of journal papers has been in existence for 350 years, since the world's oldest and longest-running scientific journal, the Philosophical Transactions of the Royal Society, was first published in London in 1665.The nature of scientific societies has changed significantly since the early days when regular meetings were held to discuss science and conduct experiments, and the reading of scientific papers took place, and publication of papers was undertaken to record the proceedings of meetings, often including rather robust debate. In today’s world, there is a plethora of publications, and it is close to impossible for anyone to keep up with the vast flow of information. International conferences with hundreds of presentations have taken the place of the local meetings that used to discuss a single paper or experiment. In this frenetic environment, it is essential that researchers are able to trust the material they read.The system of peer review is used to maintain standards and to improve the quality of papers. This vital system is, however, significantly flawed. There is little incentive for reviewers to invest sufficient time in picking up all errors in publications, and any ineptitude on their part is usually protected by anonymity. It has reached the point where some reviewers have mistakenly permitted the publication of hoax papers deliberately presented with a complicated scientific facade. In light of such astounding inadequacies, perhaps a more open review process would be an improvement. Electronic publishing allows errata to be linked to the original papers.There is an increasing trend towards open access for papers in scientific journals and conference proceedings, which helps to reach as wide an audience as possible. This also supports the statement in the Universal Declaration of Human Rights, which says ‘everyone has the right freely to … share in scientific advancement and its benefits’."

Jan 1, 2015

Ground control problems in the form of large dome or wedge collapses have been experienced at Tau Lekoa Mine since production began. Crush pillars in various configurations have been used and through a process of trial and error the current pillar layout has been derived. A strike pillar layout is used and additional mid-panel pillars are left spaced a maximum of 10m or 16m apart, depending on conditions and mining direction. Pillar spacing is based on an empirical relationship between fallout height and pillar spans. Analysis of the spatial distribution of large falls of ground indicates that there may be several geotechnical relationships contributing to stable pillar spans. The current focus is to define the relationship between geotechnical areas and hangingwall stability so that area specific support strategies can be formulated that could result in increased production efficiencies. Depuis le début de la production, la mine Tau Lekoa a connu des problèmes de contrôle au sol, sous la forme d’effondrements de grands dômes ou coins. Des piliers d’écrasement, dans des configurations variées, ont été utilisés et une série d’essais a résulté en la disposition de piliers en cours. Une configuration de piliers de direction est utilisée, et des piliers mi-panneau supplémentaires sont laissés, espacés d’un maximum de 10m ou 16m, selon les conditions et la direction de la mine. L’espacement des piliers est établi sur une relation empirique entre la hauteur des retombées et les intervalles entre piliers. L’analyse de la distribution spatiale de grandes tombées de terrain indique qu’il peut y avoir plusieurs relations géotechniques qui contribuent à des intervalles de piliers stables. L’intérêt présent est de définir la relation entre les zones géotechniques et la stabilité du toit, pour pouvoir formuler des stratégies de support spécifiques à un endroit, ce qui entraînerait des accroissements de production. Bodenkontrollprobleme traten seit Produktionsbeginn in Form von grossen Keil oder Dachhaubenbrüchen in der Tau Lekoa Mine auf. Bruchpfeiler in verschiedensten Konfigurationen wurden verwendet und auf Grund empirischer Fakten wurde das gegenwärtige Pfeilerlayout abgeleitet. Ein Layout für Strukturpfeiler wird verwendet und zusätzliche mittig situierte Pfeiler in einem Maximalabstand von 10m bis 16m installiert, abhängig von den Konditionen und der Vortriebsrichtung.Der Pfeilerabstand basiert auf dem empirischen Verhältnis Fallhöhe und Pfeilerspannweite. Die Analyse der räumlichen Verteilung großer Bodenabsenkungen deutet an, daß es einige geotechnische Verhältnisse geben kann, die zu stabilen Pfostenspannweiten beitragen. Der gegenwärtige Fokus soll das Verhältnis zwischen geotechnischen Bereichen und Stollendeckenstabilität definieren, damit bereichspezifische Unterstützungsstrategien formuliert werden können, welche in erhöhter Produktionsleistung resultieren könnten.

Jan 1, 2003

By J. N. Van der Merwe, D. P. Roberts

The two components of pillar design formula being used in South Africa are pillar strength and pillar load. While considerable effort has been directed to the determination of pillar strength, the other half of the safety factor equation, the load, has not received the same amount of attention. The load acting on pillars has always been calculated using the Tributary Area Theory (TAT). This paper summarises the recent studies on coal pillar loading using various numerical models. It concludes that although there are meaningful differences under certain circumstances, there is still a compelling argument to use the TAT in coal pillar design. Les deux parties composantes de la formule de conception de pilier généralement utilisée en Afrique du Sud sont la résistance de pilier et la charge de pilier. Tandis que des efforts considérables on été dirigés vers la détermination de la résistance de pilier, l’autre moitié du facteur de sécurité n’a pas reçu la même attention. La charge agissant sur les piliers a toujours été calculée avec la Théorie d’Aire Tributaire (TAT). L’étude présente résume les études récentes sur la charge de pilier de charbon utilisant des modèles numériques variés. La conclusion est que bien qu’il y ait des différences significatives selon les circonstances, il y a toujours un argument puissant pour utiliser le TAT dans la conception de pilier de charbon. Die in Südafrika für die Auslegung von Pfeilern verwendeten zwei Formelkomponenten sind Pfeilerstärke und Pfeilerbelastung. Während beträchtlicher Aufwand zur Bestimmung der Pfeilerstärke gemacht wurde, wurde der anderen Hälfte der Sicherheitsfaktorsgleichung nicht die gleiche Aufmerksamkeit gewidmet. Die auf die Pfeiler wirkende Last wurde immer unter Verwendung der Tributary Area Theory (TAT) berechnet. Diese Arbeit fast neuere Studien betreffend der Belastung von Kohlepfeilern unter Verwendung verschiedener numerischer Modelle zusammen. Die Schlussfolderung ist, daß obwohl unter bestimmten Vorraussetzungen bedeutende Unterschiede existieren, nach wie vor ein bezwingendes Argument besteht TAT in der Kohlepfeilerauslegung zu verwenden.

Jan 1, 2003

By J. H. Rhee, H. B. Ku, J. S. Lee, H. J. Park, B. S. Jang

A large wedge failure had occurred in the study area which was under construction. Therefore, in order to analyze the potential instability for this rock slope, the authors conducted numerical analysis with DEM and then the behaviour of rock mass was analysed after appropriate reinforce-ments were applied. Ein großer Keildefekt geschah in dem Untersuchungsgebiet, das im Bau befindlich ist. Deshalb, um die potentielle Unbeständigkeit für diesen Felsenabhang zu analysieren, führen die Urheber zahlenmäßige Analyse mit DEM. Und dann wird die Bewegung der Felsenmasse ana-lysiert, nachdem angemessene Verstärkungstruppen angewandt werden. Un grand échec de coin sèst passé dans le région étudié qui était en construction. Par conséquent afin d’analyser linstabilité potentielle de cette pente de roches, les auteurs ont mené une analyse numérique avec DEM. Ensuite le comportement de la masse de roches pourrait être analysée après les renforts appropriés étaient appliqués.

Jan 1, 2003

By B. Haimson

A new loading apparatus was fabricated and used to conduct true-triaxial compression tests on KTB amphibolite, a crystalline basement rock. Tests in dry jacketed samples reveal that the intermediate principal stress has a significant effect on the onset of dilatancy and on rock strength, contrary to the implicit assumption made by Mohr-type failure criteria. Failure is induced through a shear fracture that dips steeply in the direction of the least principal stress. Experimental results lead to a new generalized strength criterion in terms of all three principal stresses. Unjacketed KTB amphibolite specimens, exposed to confining fluid, are considerably weaker than the jacketed ones, despite the negligible porosity and permeability. Failure is facilitated by several closely spaced subparallel tensile cracks normal to the least stress direction. SEM analysis suggests that microcracks developed upon dilatancy onset are penetrated and extended by the confining fluid, bringing about the unexpected rock failure mechanism at reduced stress levels. Un nouveau dispositif à chargement fut fabriqué et utilisé afin de réaliser un vrai essai de compression tri-axial sur KTB amphibolite, une roche cristalline du sous-sol. Les essais effectués sur échantillons enveloppés et secs révèlent que les contraintes principales intermédiaires affectent considérablement le début de la dilatance et la résistance de la roche, contrairement à la supposition fondée sur le critère de rupture de Mohr. La rupture est produite grâce à une cassure de cisaillement très incliner en direction où la contrainte principale est moindre. Ces résultats expérimentaux indiquent un nouveau critère de rupture général en fonction des trois contraintes principales. Les échantillons de KTB amphibolites sans enveloppe, exposés à un liquide confiné, sont considérablement plus faibles que ceux enveloppés, malgré la porosité et la perméabilité négligeable. La rupture est facilitée par plusieurs fissures de traction adjacentes et sub-parallèles, normales à la plus petite contrainte principale. L’analyse SEM suggère que les micro-fissures développent suivant le début de la dilatance, elles sont pénétrées et agrandies par le liquide confiné, produisant un mécanisme de rupture de roche inattendu, ceci à un niveau de contrainte réduit. Ein neuer Ladungsapparat wurde hergestellt um real - triaxiale Druckfestigkeitsversuche in KTB Amphibolit, einem kristallinen Grundgebirgsgestein, durchzuführen. Messungen in trockenen, bedeckten Proben zeigen that die mittlere Hauptspannung eine bedeutende Wirkung auf das Einsetzen von Dilatanz und auf die Stärke des Gesteins hat, im Gegensatz zu der impliciten Annahme auf Grund von Mohr-ähnlichen Versagungskriterien. Versagen ist induziert durch eine Scherfraktur die sich steil in die Richtung der geringsten Haupspannung nach unten senkt. Messergebnisse führen zu einem neuen, verallgemeinerten Stärke Kriterium dass auf alle drei Hauptspannungen basiert ist. Unbedeckte KTB Amphibolit Proben, die unmittelbar den umgebenden Fluiden ausgesetzt sind, sind wesentlich schwächer als bedeckte, trotz geringfügiger Permeabilität und Porosität. Versagen wird gefördert durch mehrere, nebeneinander liegende, sub-parallele Spannungsbrüche, normal zu der geringsten Spannungsrichtung. SEM Analyse lässt vermuten dass Mikrobrüche, die sich beim Überschreiten der Dilatanzschwelle entwickeln, durch die umgebenden Fluiden fortgepflanzt und weiter verbreitet werden, und unerwartet, auf Grund der reduzierten Spannungswerte, den Versagungsmechanismus des Gesteins einleiten

Jan 1, 2003

By A. Pellegrino, F. Collin, C. Guiducci, R. Charlier

A numerical approach for modeling coupled Hydro-Mechanical fracture behavior in 2D is presented in this paper. This approach accounts for the strong dependence of the flow characteristics on fracture apertures and offers an anisotropic description of the flow propagation in the fracture. An interface finite element and a constitutive model are developed . In order to validate the applicability of the model to general geomechanic problems, 2D simulations were performed. Results show the good application of the mathematical model and the fundamental hydraulic role played by the fractures. In diesem Beitrag wird ein Stoffgesetz vorgeschlagen um hydromechanisches Kluftverhalten numerisch zu Modellieren. Dieser Vorgang nimmt die starke Abhängigkeit der Fliesseigenschaften von der Kluftöffnung mit in Anbetracht. Ein Interfaceelement und ein Stoffgesetz wurden entwickelt. Zum validieren der Anwendbarkeit dieses Modells wurden 2D Simulationen durchgeführt. Ergebnisse haben gezeigt dass das mathematische Model anwendbar ist und dass Klüfte eine fundamentale hydraulische Rolle spielen. Une approche numérique pour la modélisation du comportement couplé hydro-mécanique des fractures en 2D est présentée dans ce papier. Cette approche prend en compte la forte dépendance des caractéristiques du flux de fluide sur les ouvertures des fractures et présente une description anisotrope de la propagation du flux dans la fracture. Un élément fini d'interface et un modèle constitutif sont développés. Dans le but de valider l'applicabilité du modèle à des problèmes généraux de géomécanique, des simulations 2D ont été réalisées. Les résultats montrent la bonne application du modèle mathématique et le rôle hydraulique fondamental joué par les fractures.

Jan 1, 2003

By W. Lin, H. Endo, M. Kwasniewski, A. Kamei, M. Takahashi

Uniaxial tension tests were conducted on specimens of eleven granitic rocks which came from eastern Japan, and included a granite, four granodiorites, four tonalites and two gabbros. The axial and transversal deformability of these rocks was determined based on strain measurements using wire strain gauges. The experimental test results revealed that deformational properties of the rocks investigated varied depending on their petrographic features. However, the axial strain and the lateral strain characteristics showed a similar trend for all the rocks, i.e. the stress-strain curves were non-linear throughout the whole stress range from the initial point of loading to the point of ultimate failure. Moreover, the tangent Young's modulus and the ratio of the lateral strain to the axial strain decreased monotonously with the increasing of the axial stress. Still, the deformational properties were different for individual rocks in a quantitative sense. In particular, the difference in the lateral strains among different rocks was more distinct than that in the axial strains. For example, the Poisson's ratio at a stress level equal to 50% of the ultimate strength of a granodiorite was very low, close to zero. Furthermore, the Poisson's ratio of a tonalite was lower than that of a granodiorite, and assumed a negative value. This effect occurred because the lateral strain became positive as it changed from contraction at the initial stage of loading to extension at higher stress levels. There is no ready explanation for this phenomenon; it is believed, however, that it occurs due to microcracks pre-existing in rock materials and/or weak bonds between the adjacent mineral grains. Les essais de traction directe ont été conduits sur les échantillons de onze roches granitiques provenant de la région Est du Japon: un granit, quatre granodiorites, quatre tonalites et deux gabbros. Déformabilité axiale et transversale de ces roches s’était déterminée en utilisant des jauges extensométriques à fil. Les résultats obtenus à partir des essais montrent que la déformabilité des roches examinées varie selon leurs propriétés pétrographiques. Cependant, à partir des essais, une tendance semblable était observée dans les paramètres de la déformation axiale et la déformation latérale de toutes les roches; c'est-à-dire chaque courbe de contrainte-déformation était non-linéaire dans tout l'intervalle de contraintes à partir de l’état initial jusqu’à l’état d’une rupture finale au cours du chargement. De plus, le module tangent de Young et le rapport de la déformation latérale sur la déformation axiale a diminué de manière monotone avec l'augmentation de la contrainte axiale. Cependant, les différences quantitatives de propriétés de déformation sous traction étaient observées entre des roches individuelles. Particulièrement, la différence de déformations latérales était plus notable que celle-là de déformations axiales entre des roches différentes. Par exemple, le coéfficient de Poisson à un niveau de contrainte égal à 50 % de la résistance d'un granodiorite était très bas, près du zéro. En outre, le coéfficient de Poisson de la tonalite était inférieur que celui du granodiorite et a assumé une valeur négative. Cet effet est apporté parce que la déformation latérale est devenue positive en passant de la contraction dans l'étape de chargement initiale à l'extension sous les contraines plus hautes. Il n'y a aucune explication prête de ce phénomène; on prétend, cependant, qu'il est induit par des microfissures préexistantes dans des matériaux rocheux et/ou des joints faibles entre les grains minéraux adjacents. Einaxiale Zugversuche wurden auf Probestuecke von elf frischen, in Ostjapan vorkommenden, granitartigen Gesteinen durchgefuehrt, welche einen Granit, vier Granodiorite, vier Tonalite und zwei Gabbros umfassten. Die axiale und transversale Verformbarkeit von diesen Gesteinen wurde durch Verformungsmessungen mit Drahtdehnungsmessstreifen geklaert. Die experimentellen Versuchsergebnisse offenbarten, dass Verformbarkeitseigenschaften des untersuchten Gesteins in Abhaengigkeit von ihren petrographischen Eigenschaften variierten. Jedoch zeigten die axialen und die lateralen Spannungsdehnungslinien eine aehnliche Tendenz bei allen Gesteinen, d.h. die Verformungskurven waren nicht linear im ganzen Bereich vom Ausgangspunkt des Belastens bis zum Punkt des entgueltigen Bruchs. Ausserdem verringerten sich das tangentiale Elastizitaetsmodul und das Verhaeltnis der lateralen Verformung zur axialen Verformung monoton mit der Erhoehung der axialen Spannung. Dennoch waren die Verformbarkeitseigenschaften der einzelnen Gesteine in der quantitativen Wahrnehmung unterschiedlich. Insbesondere war der Unterschied bezueglich der lateralen Verformungen zwischen verschiedenen Gesteinen eindeutiger, als der in den axialen Verformungen. Z.B. war die Querkontraktionszahl auf einem Spannungsniveau, das 50% der Zugfestigkeit eines Granodiorits entspricht, sehr niedrig und nah an Null. Ausserdem war die Querkontraktionszahl eines Tonalits negativ und deshalb niedriger als die eines Granodiorits. Dieser Effekt trat auf, weil die laterale Verformung, als sie sich von der Kontraktion am Ausgangsstadium des Belastens bis hin zur Ausdehnung auf den hoeheren Spannungsniveaus aenderte, positiv wurde. Es gibt keine fertige Erklaerung fuer dieses Phaenomen; es wird jedoch angenommen, dass es wegen der Mikrorisse auftritt, die vorher im Gesteinsmaterial und/oder in den schwachen Bindungen zwischen den angrenzenden Mineralkoernern existieren.

Jan 1, 2003

By W. Wittke, J. Gattermann

ABSTRACT: One alternative to close a radioactive waste repository in rock salt is the construction of a “Cross Section Closure (CSC)“ sealing barrier. The proposed material for the CSC is highly compacted bentonite. To investigate the swelling behaviour of a highly compacted bentonite a large number of laboratory tests were performed. In addition, large scale model test were carried out to demonstrate the development of a nearly homogeneous and isotropic swelling pressure. The results of the large scale model tests were interpreted numerically based on the models for stress-strain behaviour and water uptake which are implemented in the finite element codes FEST03 and HYDOPO. The investigations show a good agreement of the results of the model tests and the corresponding analyses and show, that the theoretical models are capable of describing the behaviour of sealing structures based on highly compacted bentonite. ZUSAMMENFASSUNG: Eine Möglichkeit für den Verschluß eines Endlagers für radioaktive Abfälle im Steinsalz ist die Konstruktion einer Querschnittsabdichtung aus hochverdichtetem Bentonit. Zur Untersuchung des Quellverhaltens von hochverdichtetem Bentonit wurden eine große Anzahl von Laborversuchen durchgeführt. Um die Entwicklung eines nahezu homogenen und isotropen Quelldrucks nachzuweisen, wurden darüber hinaus auch Modellversuche in größerem Maßstab durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Modellversuche wurden im Hinblick auf die Wasseraufnahme und das Spannungs-Verformungsverhalten mit Hilfe numerischer Berechnungen mit den finite Element Programmen FEST 03 und HYDOPO interpretiert. Die Untersuchungen zeigen gute Übereinstimmungen zwischen Versuchs- und Berechnungsergebnissen. Die numerischen Modelle sind somit geeignet, das Verhalten von Abdichtungsbauwerken aus hochverdichtetem Bentonit zutreffend zu beschreiben. RÉSUMÉ: Une possibilité pour fermer un dépôt final de déchets radioactifs dans sel gemme est la construction d'un étanchement de coupe transversale, fabriqué de bentonite fortement compacté. Pour étudier le comportement de gonflement de bentonite fortement compacté, de nombreux essais en laboratoire ont été exécutés. En outre, des essais sur modèle sur une plus grande échelle ont aussi été exécutes afin de prouver le développement d'une pression de gonflement à peu près homogène et isotrope. Les résultats de ces essais sur modèle étaient interprétés en vue de l'absorption d'eau et du comportement contraintes-déformations par le moyen de calculs numériques avec les programmes d'éléments finis FEST03 et HYDOPO. Les études montrent de bonnes conformités entre des résultats d'essai et de calcul. Les modèles numériques sont ainsi capables de décrire justement le comportement d'ouvrages d'étanchement fabriqués de bentonite fortement compacté.

Jan 1, 2003

By Y. Mitani, M. Xie, G. Zhou, T. Esaki

The assessment of landslide instability and risk has become a topic of major interest for both geoscientists and engineering professionals as well as for local communities and administrations in many parts of the world. In this paper, based on a new developed Geographic Information Systems (GIS) grid-based 3D deterministic model and taken the slope unit as the study object, the landslide hazard is mapped by the index of the 3D safety factor. Assuming the initial slip as the lower part of an ellipsoid, the 3D critical slip surface in the 3D slope stability analysis is obtained by means of a minimization of the 3D safety factor using the Monte Carlo random simulation. The failure probability of the landslide is calculated by an approximate method in which the distributions of f,c and the 3D safety factor are assumed to be in normal distributions. The assessment of the earthquake triggered landslide hazard is done by the dynamic displacement analysis using the index of the Newmark displacement. All the calculations are implemented by a computational system call 3DSLOPEGIS in that a GIS component is used for fulfilling the GIS spatial analysis function. Besides the results of 3D safety factor and probability, the possible landslide body and boundary can be three-dimensionally quantitatively identified. L’ estimation des glissement de terrain et des risques impliqués est devenu un des principal sujet de préoccupation pour les géotechniciens, mais aussi pour les ingénieurs specialisés ainsi que pour les communautés et administrations locales dans de nombreuses région du monde. Dans cette étude, basé sur un modèle de maillage 3D et une approche déterniniste couplée au Système d'Information Géographique (SIG), étudiant la stabilité des versants , le lieu d'étude à risque est maillé suivant le facteur de sécurité calculé en 3D. En supposant que le glissement initial soit la partie inférieure d'un élipsoïde, l'analyse de stabilité pour le glissement critique 3D d'un versant 3D est obtenu grace à une minimisation du facteur de sécurité en 3D utilisant la méthode de simulation aléatoire de Monte Carlo. La probabilité d'un glissement de terrain est calculée par une méthode approximative, supposant la distribution de c, f et du facteur de sécurité 3D normale. L'estimation d'un risque de glissement de terrain causé par un tremblement de terre est faite grace à une analyse du déplacement dynamique suivant l'index de Newmark. Tous les calculs sont effectués par le biais d'un système de calcul appellé 3DSLOPEGIS dans lequel te GIS est utilisé pour gérer l'analyse spatiale. En plus de cela, les résultats du coefficient de sécurité en 3D, des probabilités, le terrain susceptible de glisser, et ses limites, peuvent être quantitativement évalués en trois dimensions. Die Bewertung von Erdrutsch-Instabilität und risiko sind zu einem Thema von großen Interesse für sowohl Geowissenschaftlern und Ingenieuren als auch von Gemeinden und Verwaltungen in vielen Teilen der Welt geworden. In dieser Arbeit, basierend auf einem neu entwickelten Geografische Informationssysteme (GIS) gitterbasierten 3D deterministischen Modell und mit der Böschung als Untersuchungsobjekt wird die Erdrutschgefahr durch den Index des 3D-Sicherheitsfaktors kartografiert. Unter der Annahme, dass der erste Rutsch der untere Teil eines Ellipsoiden ist, wird die 3D kritische Schlupfoberfläche in der 3D-Böschungsstabilitätsanalyse mit einer Minimierung des 3D-Sicherheitsfaktors mit der Monte Carlo Zufallssimulation erhalten. Die Fehlerwahrscheinlichkeit des Erdrutschs wird mit einer Annäherungsmethode berechnet, bei der die Verteilungen von f,c und dem 3D-Sicherheitsfaktor als innerhalb normaler Verteilungen angenommen werden. Die Beurteilung der Erdbeben-ausgelösten Erdrutschgefahr wird mit der dynamischen Verdrängungsanalyse mit dem Index der Newmark-Verdrängung gearbeitet. Alle Berechnungen werden mit einem Berechnungssystem mit der Bezeichnung 3DSLOPEGIS ausgeführt, bei dem eine GIS-Komponente zum Erfüllen der GIS räumlichen Analysefunktion verwendet wird. Neben der Ergebnissen des 3D-Sicherheitsfaktors und der Wahrscheinlichkeit kann der mögliche Erdrutschkörper und der Umfang dreidimensional quantitativ identifiziert werden.

Jan 1, 2003

By S. Burks

This paper develops the themes explored by the authors at the Fourth International Platinum Conference,. Optimization techniques can be used to significantly increase the value of mining businesses by enabling better long-term planning decisions. Open pit and underground mine design, mine scheduling, cut-off grade and blending, stockpiling, and the linking of these to flexible elements of the metallurgical recovery processes are all evaluated together. Transport or sale of intermediate products and the requirements of the product metal markets can also be considered. Experience shows that net present value (NPV) can potentially be increased by 5-35 per cent or more, usually even before the expenditure of significant amounts of project capital. The case studies presented include: > An existing operation with multiple open pits and PGM concentrators linked to offsite downstream processing facilities, and with infrastructure constraints for which the scheduling of current operations and the potential for expansion were investigated > An existing operation with an integrated portfolio of mines, concentrators, smelter, and refinery, for which the various possible sources of ore for processing were prioritized to match the downstream process plant constraints and the product markets > An underground operation in Zimbabwe for which the optimum mining width was calculated and expansion plans were evaluated > An underground mine with many separate mining sections, for which a revised schedule was developed aiming to keep the shaft system and processing plant at capacity with the highest net value material available at any time throughout the life of mine. In the concluding section of the paper, a few brief notes are included suggesting how the strategic recommendations from enterprise optimization studies may be implemented by the owner's team.

Jan 1, 2013

By W. Robert, J. Wirth, G. Grasselli

ABSTRACT: Strength, deformability and fluid flow properties of rock joints are to a great extent controlled by the surface roughness. The hydraulic conductivity of a rock fracture depends on the aperture distribution, the surface roughness and the contact area, each of which depend on the stresses that act on the fracture plane. However, despite much recent work, a complete understanding of the relationship between void space geometry, contact areas, applied stress, and hydraulic conductivity has yet to be achieved. Moreover, although in situ rock joints are subjected to both normal and shear loading, few studies have been conducted to investigate the effect of shear displacements on fluid flow through a single rock fracture, and which have addressed the issue of flow anisotropy induced by shearing. Experimental flow tests show that with increasing shear displacement, the fracture becomes heterogeneous and anisotropic, and becomes more permeable in the direction parallel to the displacement (Yeo et al., 1998). On the other hand, dry shear tests show that the surface fails in areas facing the shear direction (Grasselli and Egger, 2003). Moreover, the experimental results confirm that the shear strength of rock joints is direction-dependent. In this paper, a three-dimensional morphological description of several a natural fractures that have undergone shear displacement were generated using the Automated Topographic System at the University of Basel. The data analysis method of Grasselli (Grasselli et al., 2002a) is used to determine the surface parameters that are known to control the shear strength. Simulations of fluid flow through this fracture, in various directions relative to the direction of shear, are conducted using an FEM flow simulator. The results constitute the most detailed analysis yet undertaken of the relationship between shear displacement, shear strength, and fracture transmissivity. RESUME: La rugosité des joints en roche joue un rôle primaire sur la réponse hydromécanique du massif fracturé. En effet, la conductivité hydraulique des discontinuités en roche est influencée par la rugosité, et par la distribution des ouvertures et des zones de contact, dont chacun dépend de l’effort normal et du cisaillement qui agissent sur la surface du joint. Les essais d'écoulement en laboratoire montrent que si cisaillée, la fracture devient anisotrope, et plus perméable dans la direction parallèle au déplacement (Yeo et al., 1998). D'autre part, les essais de cisaillement indiquent que seules les zones de la surface qui font face à la direction de cisaillement sont impliquées dans le cisaillement (Grasselli et Egger, 2003). D'ailleurs, les résultats expérimentaux confirment que la résistance au cisaillement des joints de roche est dépendante de la direction. Dans cet article, plusieurs fractures en roche ont été analysées en utilisant un système de mesure topographique à l'Université de Bâle. La méthode d'analyse de données proposée par Grasselli (Grasselli et al., 2002a) a été employée pour calculer les paramètres de la surface qui déterminent la résistance au cisaillement. Plusieurs simulations du coulage, dans diverses directions relativement à la direction du cisaillement, ont été faites à l’aide d’un programme de calcul à éléments finis. Les résultats constituent une des analyses les plus détaillé sur le rapport entre le déplacement pendant le cisaillement, la résistance au cisaillement, et la transmissivité spécifique de la fracture. ZUSAMMENFASSUMG: Die Festigkeit, Verformbarkeit und Hydromechanik von geklüftetem Fels wird hauptsächlich von der Oberflächenrauhigkeit der Bruchflächen bestimmt. Die hydraulische Leitfähigkeit einer Kluft hängt von der Verteilung der Rissbreiten, der Oberflächenrauhigkeit und den Kontaktflächen ab, die ihrerseits von dem auf die Bruchfläche wirkenden Druck beeinflusst werden. Obgleich in letzter Zeit viel in dieser Richtung geforscht wurde, kann der Zusammenhang zwischen Porenraumgeometrie, Kontaktflächen, wirkendem Druck und hydraulischer Leitfähigkeit noch nicht vollständig erklärt werden. Obwohl Klüfte in situ sowohl Normal- als auch Schubspannungen ausgesetzt sind, wurde der Einfluss von Scherverschiebungen auf den Kluftwasserfluss und die daraus resultierende Fliessanisotropie in einer einzelnen Kluft bisher kaum untersucht. Experimentelle Untersuchungen des Durchflusses zeigen, dass die Kluft für größer werdende Scherverschiebungen heterogen und anisotrop wird wobei die Permeabilität parallel zur Verschiebungsrichtung ansteigt (Yeo et al., 1998). Andererseits zeigen trockene Scherversuche, dass die Oberfläche an Stellen versagt, die gegen die Verschiebungsrichtung anstehen (Grasselli und Egger, 2003). Des weiteren bestätigen die experimentellen Ergebnisse eine Richtungsabhängigkeit der Kluftscherfestigkeit. In diesem Artikel wird eine dreidimensionale morphologische Beschreibung mehrerer natürlicher, durch Scherspannungen verschobener Klüfte vorgestellt, die vom Automated Topographic System der Universität von Basel erstellt wurde. Das von Grasselli (Grasselli et al., 2002a) entwickelte Datenanalyseverfahren wird zur Feststellung der die Scherfestigkeit bestimmenden Oberflächenparameter herangezogen. Mittels einer FEM-Simulation wird der Durchfluss durch eine solche Kluft in verschiedenen Richtungen simuliert. Die Ergebnisse stellen die bisher ausführlichste Analyse des Zusammenhangs zwischen Scherverschiebung, Scherfestigkeit und Durchlässigkeit (Transmissivität) einer Kluft dar.

Jan 1, 2003

By Y. Guglielmi, V. Merrien-Soukatchoff, I. Kadiri

ABSTRACT: Hydraulic experiments have been conducted since 1997 within a small fractured calcareous rock mass in southeastern France, at a site called Coaraze. On this reduced-scale site closing a floodgate located on a downstream spring produces repeated hydraulic loadings. Simultaneous measurements of normal deformations and pressure in several joints have provided a better understanding of the hydromechanical behaviour of such a fractured rock mass. The present paper first describes both the site and conceptual interpretation of the measurements performed. We showed that accurate measurement reproduction requires incorporating certain features: a variable normal joint stiffness, the joint vicinity (through introducing a Z coefficient), and the initial stress state. The paper then develops an original analytical interpretation of the coupled pressure-displacement measurements carried out, which reveal the high level of measurement suitability to the non-linear behaviours examined. 2D modelling, using the discontinuous code (UDEC) was used to proceed with the calibration step. KEY WORDS: In situ test, methodology, hydromechanics, modelling, non linear behaviour ZUSAMMENFASSUNG : Hydromechanische Experimente werden seit 1997 in einer kleinen Kalksteinmasse, das sich im Südosten von Frankreich befindet durchgeführt. In diesem kleinen Standort, werden wiederholte Wasserdruck Erhöhungen durch das Schliessen eines Hahnes produziert. Gleichzeitiger Druck und normale Verformung Meßungen in mehreren Fugen haben erlaubt, das hydromechanische Verhalten einer solche gebrochene Felsenmasse besser zu verstehen. Der Artikel beschreibt zuerst den Standort und stellt die begrifflichen Interpretationen der Meßungen vor. Um die Meßungen gut zu reproduzieren ist es wesentlich, bestimmte Faktoren wie die veränderliche normale Steifheit der Fugen, die Nachbarschaft der Fugen (über einen Z-Koeffizient) und der Spannungstand zu berücksichtigen. Der Artikel erklärt die originale Methode für die Druck- und Verformungs-Meßungen Interpretation und zeigt die gute Korrelation der Meßungen mit dem nicht-linearen angenommen Verhaltens der Fugen. Die numerische 2D-Modellierung mit dem UDEC Software ist für die Verkeilung der Faktoren gebraucht worden. SCHLÜSSELWÖRTER: In-situ-test, Methodologie, Hydromechanik, Numerische Modellierung, nicht-lineares Verhalten RESUME : Des expérimentations hydromécaniques sont conduites depuis 1997 dans un petit massif calcaire fracturé situé dans le sud de la France. Dans ce site de taille réduite des mises en charge répétées sont produites par la fermeture d'une vanne située à l'aval du site. Des mesures simultanées de déformation normale et de pression dans plusieurs joints ont permis de mieux appréhender le comportement d'un tel massif fracturé. L'article décrit dans un premier temps le site et présente les interprétations conceptuelles des mesures. Pour bien reproduire les mesures, Il est essentiel de prendre en compte certains facteurs tels que la raideur normale variable du joint, le voisinage du joint (par l'intermédiaire d'un coefficient Z), l'état de contrainte initial. L'article précise la méthode originale d'interprétation des mesures pression-déplacements qui montre la bonne adéquation aux lois de comportement non linéaire proposées. La modélisation 2D, à l'aide d'un code discontinu (UDEC) a été employée pour le calage des facteurs. MOTS-CLEFS : In-situ, méthodologie, hydromécanique, modélisation, comportement non linéaire

Jan 1, 2003

By A. V. Z. Brink

Rock engineering risk is defined in this paper as a function of the potential ground motion; the vulnerability of the workplace; exposure of people; and a general term – quality of information. The paper describes the development of prototype software that is a combination between an expert system approach for determining overall risk assessment, a risk control recommendation and a basic GIS (Graphic Information System) approach for graphically overlying input parameters and the output risk. The expert system uses a Bayesian probabilistic approach to combine various workplace-related information, a quantified seismological environment and the exposure of underground staff to provide an overall RE risk rating. The risk assessment is dynamic in that it is recalculated each time that any of the input parameters change, for example each time a seismic event is recorded in the area of interest. The code was tested on a data set from Savuka Gold. As risk assessment is not an absolute prediction of a specific outcome, it is therefore not possible to relate to individual case studies and the reliability of this method would only be determined after an extensive period of use with appropiate back-analysis. Le risque dans le génie minier est défini dans cette étude comme une fonction du mouvement potentiel de terrain ; la vulnérabilité du lieu de travail ; l’exposition des personnes ; et un terme général – la qualité de l’information. L’étude présente décrit le développement d’un logiciel prototype qui est une combinaison entre une démarche de système expert pour déterminer une évaluation générale du risque, une recommandation pour le contrôle du risque, et une démarche de SIG (Système d’Information Géographique) pour superposer graphiquement les paramètres d’entrée et le risque de sortie. Le système expert utilise une méthode de probabilité bayésienne pour combiner des informations variées sur le lieu de travail, des données quantifiées sur l’environnement sismique, et l’exposition du personnel travaillant sous terre, pour finalement produire un classement général de risque minier (RE). L’évaluation du risque est dynamique en ce sens qu’elle est recalculée à chaque fois qu’un des paramètres d’entrée change, par exemple à chaque fois qu’un évènement sismique est enregistré dans la région. Le code fut testé sur un ensemble de données obtenues de Savuka Gold. Comme l’évaluation du risque ne constitue pas une prédiction absolue d’un résultat spécifique, elle est par conséquent difficile à rattacher à des cas individuels et la validité de cette méthode ne pourrait être déterminée qu’après une longue période d’utilisation avec analyse rétrospective appropriée. Das Gesteinstechnikrisiko wird in dieser Arbeit als Funktion einer möglichen Bodenbewegung definiert; die Anfaälligkeit des Arbeitsplatzes; das Ausgesetztsein der Belegschaft; und ein genreller Begriff - Qualität der Informationen. Das Papier beschreibt die Entwicklung einer Prototyp-Software, die eine Kombination zwischen einem Expertensystemzugang für die Bestimmung der gesamten Risikobeurteilung ist, eine Empfehlung zur Risikokontrolle und eines fundamentalen GIS (graphisches Informationssystem) Zuganges für graphisch darüberliegende Eingangsparameter und das Outputrisiko. Das Expertensystem verwendet eine bayesische Wahrscheinlichkeitsannäherung, um verschiedene mit dem Arbeitsplatz in Verbindung stehende Informationen, ein quantitativ bestimmtes seismologisches Umfeld und das Ausgesetztsein des Untertag-Personals zu kombinieren, um eine gesamte RE-Risikobewertung zur Verfügung zu stellen. Die Risikobeurteilung ist insoferne dynamisch,daß sie stets nachkalkuliert wird wenn sich irgendeiner der Eingangsparameter ändert, z.B. jedesmal wenn ein seismischer Fall im Interessensbereich aufgezeichnet wird. Der Code wurde auf einem Datenbestand von Savuka Gold geprüft. Da die Risikobeurteilung nicht eine absolute Vorhersage eines spezifischen Resultates ist, es ist folglich nicht möglich, sich auf einzelne Fallstudien zu beziehen und die Zuverlässigkeit dieser Methode könnte nur nach einer umfangreichen Benutzungsdauer mit geeigneter Postanalyse bestimmt werden.

Jan 1, 2003

By U. Singh, E. T. Brown, J. Coxon

The rapid fracturing and deformation that occurs around excavations during rock bursts demand that support and reinforcement systems have both deformability and damping capabilities. The energy demand and supply approach currently used in design is considered to be too simplified to represent adequately the rock burst process and the support and reinforcement system requirements. Momentum change may be a necessary second criterion for the analysis of dynamic loading situations. At the St Ives Gold Mining Company, DE plates made from conveyor belt rubber, and dynamic cables with sliding anchors have been developed and used to improve the dynamic performance of support and reinforcement systems. La fracturation rapide et la déformation qui se produisent autour des excavations lors de coups de terrain demandent que les systèmes d’armature et de support soient déformables et aient une capacité d’amortissement. L’approche basée sur l’énergie actuellement utilisée pour la conception est considérée être trop simplificatrice pour représenter adéquatement les coups de terrain et les paramètres de conception des systèmes d’armature et de support requis. Le changement de quantité de mouvement pourrait être un second critère nécessaire pour l’analyse des cas de charge dynamnique. St Ives Gold Mining Company a développé et utilisé des plaques « DE » constituées de caoutchouc de courroie de convoyeur et des câbles dynamiques avec ancrage coulissant afin d’améliorer la performance dynamique des systèmes d’armature et de support. Die ploetzliche Rissbildung und Verformung, die sich in Baugruben waehrend eines Felseinbruchs ereignet, verlangt Stuetz- und Verstaerkungssysteme, welche verformbare und mildernde Eigenschaften aufweisen. Die derzeitlich gebraeuchliche Methode den Entwurf auf den Energiebedarf und dessen Abdeckung zu basieren, wird als eine unannehmbare Vereinfachung betrachtet, da sie den Felseinbruch und die benoetigten Unterstuetzungs– und Verstaerkungssysteme unzulaenglich darstellt. Die Aenderung der Umstaende kann einen zweiten Ansatz fuer die Analyse der Lastsituation erforderlich machen. Die St.Ives Gold Mining Company hat DE Platten aus Foerderband-Gummi und elastischen Kabeln mit verschiebbaren Verankerung entwickelt und dazu verwendet, die dynamische Kapazitaet der Unterstuetzungs- und Verstaerkungssysteme zu verbessern.

Jan 1, 2003

By F. B. Samani, B. Stabel

The 1,000 MW Hydro Power Station Masjed-e-Soleiman (formerly called Godar-e-Landar) in Iran is under construction since 1992. The rock engineering aspects of the major underground structure, i.e. the powerhouse cavern shall be reported on in detail. The geotechnical investigations are described and results given. The results of several geotechnical analyses are presented. The designed and executed rock support is given. A description of the monitoring systems and typical measurement results obtained during and after excavation are presented. The lessons learnt during construction of the Stage-I powerhouse cavern were applied on the extension of the powerhouse cavern, which is to house an additional 1000 MW. Details regarding the unexpected behaviour of the Mudstones are given. Die 1000 MW Wasserkraftanlage Masjed-e-Soleiman (vormals Godar-e-Landar genannt) befindet sich seit 1992 in Bau. Dieser Artikel berichtet im Detail über die felsbaulichen Aspekte der Untertagebauwerke, insb. der Maschinenkaverne. Die geotechnischen Untersuchungen werden beschrieben und deren Ergebnisse wie die Ergebnisse verschiedener Berechnungen werden präsentiert. Die geplante und die ausgeführte Felssicherung wird angegeben. Die eingebauten Überwachungseinrichtungen werden beschrieben und typische Ergebnisse während des Aushubs und danach werden dargestellt. Die Erfahrungen beim Aushub der Kaverne der Stufe I wurden beim Entwurf der Kaverne der Erweiterungsstufe II, die weitere 1000 MW beherbergen wird, berücksichtigt. Details zum unerwarteten Verhalten des Schluff-/Tonsteins werden angegeben. La centrale hydroélectrique de Masjed-e-Soleiman (dénommée anciennement Godar-e-Landar), d’une puissance de 1.000 MW, est en construction depuis 1992. Un rapport détaillé sera présenté sur les aspects relatifs à la construction en enrochements de l’aménagement souterrain principal, à savoir la caverne abritant la salle des machines. Une description des investigations géotechniques réalisées y est fournie ainsi que les résultats correspondants. En outre sont présentés les résultats de plusieurs analyses géotechniques. L’ancrage dans la roche tel que projeté et réalisé est présenté. Une description des systèmes de contrôle ainsi que les résultats de mesures typiques obtenus au cours des travaux d’excavation sont donnés. Les leçons tirées lors de la construction de la Phase 1 de la caverne de la salle des machines furent appliquées à l’extension de la caverne de la salle des machines, qui doit abriter une unité supplémentaire d’une puissance de 1.000 MW. Par ailleurs, des détails sont donnés sur le comportement inattendu des argilites.

Jan 1, 2003

By J. Morkel

During research on mainly the weathering of kimberlite, it became evident that its mineralogical composition is an important factor in the complex process of physical and chemical disintegration. The mineralogy of tuffisitic kimberlite breccias from two localities, the Cullinan and Venetia mines, is compared with special reference to the occurrence of associated clay minerals. The clay mineral composition influences the engineering properties of these rock types. It is illustrated how the presence of swelling clay components can be confirmed by ethylene glycol treatment and chlorite minerals by heat treatment using X-ray diffraction. Smectites are present in both tuffisitic kimberlites, dominant at Venetia while chlorite is more frequent at Cullinan. More tuffisitic kimberlite breccias samples from venetia were also characterized. It was found that kimberlite disintegration is correlated with the presence and abundance of smectite.

Jan 1, 2006

By M. Arlandi, J. C. Monge

In this paper, the finite element method is used to obtain deformations of a rock tunnel. More than 3,000 numerical simulations and calculations were carried out. The analysis of this results has allowed to achieve mathematical formulations and graphs, to obtain in advance support monitored displacements in tunnelling construction, so they can be predicted before excavation and supporting woks. The application of the presented formulations and charts will aid engineers to control tunnel monitoring, reducing decision time when problems occur. The analysis is limited to cases involving elastic behaviour of the terrain for tunnels of average to good quality in rock, and to excavation sections of average or smaller dimensions for road tunnels. The results show that, in all cases, mathematical expressions to obtain induced displacements around tunnel excavations, have similar pattern than Kirsch (1898) expressions for circular excavations. As corollary of the achieved results, a method to estimate in situ natural geostress ratio K0=sh/sv , by means of convergence measurements, is presented. In diesem Beitrag wurden die Verschiebungen eines Tunnels durch die Methode de Finiten Elemente berechnet. Mehr als 3000 numerische Simulationen und Berechnungen wurden ausgeführt. Die Analyse dieser Resultate hat es ermöglicht, mathematische Formeln und Grafiken zu entwickeln, die zur Voraussage der Verschiebungen in Tunnel dienen, auch unter Betrachtung der verschiedenartigen Abstützungen. So können die Verschiebungen vor den Erdarbeiten und dem Bau der Abstützung abgeschätzt werden. Die abgeleiteten Formeln und Grafiken werden vor allem einen grossen Dienst für Ingenieure bei der Mithilfe zu zeitsparenden Entscheidungen im Tunnelbau und bei der Tunnelkontrolle leisten. Die analysierten Fälle sind auf eine elastische Modellierung des Baugrunds beschränkt, sowie auf eine mittlere bis gute Qualität des Felsens und auf die Aushebung von Abtragungsabschnitten mittlerer oder geringer Grösse für den Strassenverkehr. Die Resultate zeigen, dass in allen Fällen die hergeleiteten Formeln zur Berechnung der durch den Tunnelbau verursachten Verschiebungen um den Tunnel die gleiche mathematische Struktur haben wie diejenigen von Kirsch (1898) für kreisförmigen Bodenaushub. Als Korollarium der ausgeführten Berechnungen wird eine Methode zur Abschätzung der vorherrschenden in situ Geospannungs-Verhälniss K0=sh/sv angegeben, die von den Messungen der Verschiebungen im Tunnel ausgeht. Dans cet article, la méthode des éléments finis est utilisée pour obtenir les déformations d’un tunnel creusé dans la roche. Plus de 3000 simulations numériques et calculs ont été effectuées. L’analyse de ces résultats a permis de définir des modèles mathématiques et des abaques afin de prédire, avant l’excavation et les travaux de soutènement, les déplacements auscultés pendant la construction du tunnel. L’application de ces modèles et abaques permettra donc aux ingénieurs de contrôler les déplacements durant l’auscultation du tunnel et de réduire le temps de décision lorsque des problèmes surviennent. L’analyse est limitée au cas du comportement élastique du terrain pour des tunnels creusés dans de la roche de moyenne a bonne qualité, et à de sections d’excavation de petites à moyennes dimensions pour des tunnels routiers. Les résultats montrent que, dans tous les cas, les expressions mathématiques permettant d’obtenir les déplacements induits autour des excavations de tunnel, présentent des similitudes avec celles de Kirsch (1898) pour des excavations circulaires. Comme corollaire aux résultats obtenus, une méthode pour estimer le rapport des

Jan 1, 2003

By A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: In order to develop non-destructive methods in studying physical and mechanical properties of rock and replacing them with difficult and expensive static methods, several ultrasonic tests were carried out on cylindrical rock specimens in accordance with the ISRM suggested methods and velocity of P and S waves were determined. Also, density, porosity, water absorption, uniaxial compressive strength and indirect tensile strength were determined for each specimen in accordance with ISRM suggested methods. According to above tests static and dynamic elastic constants were calculated After statistical analysis of data obtained from tests, the relationships between velocity of elastic waves and physical or mechanical parameters were determined and some equations were obtained. Also similar analyses were performed on static and dynamic constants and some equations were extracted. Using these equations, the physical and mechanical parameters of rock and also static elastic constants can be estimated by conducting simple and quick tests (i.e. ultrasonic tests). Abriß: Um zu entwickeln, die zerstörungsfreien Methoden für Studieren die physischen und mechanischen Eigentümer von Steinen und auch ist für Ersetzen diese Methoden mit schwierigen teuren statischen Methoden, mehrere altrasonic Prüfungen auf zylindrischen Steinproben gemäß ISRM anregenden Methoden und den Geschwindigkeiten von S und P Wellen bestimmt worden sind durchgeführt worden. Außer der Dichtheit und der Porosität betonen Wasser Aufnahme und monoaxial Widerstand und dehnbaren indirekten Widerstand jeder Probe betreffend der erhaltenen Ergebnisse die atmosphärische Aufladung sind bestimmt worden und die dynamischen Faktoren der Steine sind kalkuliert worden. Nachdem statistische Analyse die Korrelation der Ergebnisse zwischen der Geschwindigkeit elastischer Wellen und mechanischer und physischer Eigentümer der Steine erhalten worden ist, und mehrere Verhältnisse sind vorgeschlagen worden. Eine ähnliche Analyse ist auf atmosphärischer Aufladung und dynamischen Faktoren durchgeführt worden und einige Verhältnisse sind erhalten worden. Mit Hilfe dieser Verhältnisse die physischen und mathematischen Eigentümer von Steinen und auch können die Statistik Faktoren durch einfachen und schnellen altrasonic Prüfungen erhalten werden. Resume: Puor le development des method non-destructive et evaluuation des propietes physical et mechanical des rock et superseding avec les methods dificzle et cher statique, c‘ est fait plusieur essayes ultrasonique sur les echantillons cylinrique et par a port le proposale TSRM et le vittesse des ondes P et S et densite et porosite et absorption des eaux le resistant de pression uniaxial et resistance de chaque echantillon est determinee. A la fin en base des resultat obtenue les constant statique et dynamique des roches sont calcule. Apres les analyses statistiquc sur les resultat obtenue du les essaybs, c‘ etait produit les relation entre les viptesse les ondes elastique et les proprietes physic et mechanicue des roches et c est propose quelque relations. Aussi le meme enterpretation sur les constant statique etdinamique. En possezon de ces relations, les spesificatio physique, aussi on peut trouver leur constant statique, avel les essayes sample et raptid a d ultrasonique.

Jan 1, 2003

By K. Aoki, Y. Mito, S. Shirasagi

The authors developed the TBM Excavation Control System (the TBM Navigator), in order to realize the advanced observational construction. During the excavation using this system, the rock strength value is immediately calculated from the TBM driving data as an index of rock properties, and the drill energy coefficient is also calculated from the drill logging data that is carried out using the probe hole ahead of the tunnel face. In this study, a new, geostatistical simulation-based method is proposed for the automatic prediction of the rock properties ahead of the tunnel face with good precision, using both the drill logging data and the TBM driving data. The applicability of this method is validated through the prediction at the actual tunnel excavation that passes through the faults. Les auteurs ont mis au point un Système de Contrôle de forage avec la machine à pleine section (Navigateur de la machine à pleine section), en vue de réaliser un système de surveillance plus efficace. Avec ce système, la résistance de la roche est immédiatement calculée, au cours du forage, à partir des données de conduite de la machine, comme indice des propriétés de la roche, et le coefficient d'énergie de la foreuse est également calculé à partir des données de log de forage collectées dans un trou de sonde foré dans le front de taille. Dans cette étude, on propose une nouvelle méthode basée sur la simulation géostatistique qui permet de prévoir d’une manière automatique, des propriétés de roches se trouvant derrière le front de taille avec une précision satisfaisante, à l’aide des données de log de forage et celles de conduite de la machine à pleine section. Cette méthode s’est avérée suffisamment précise au cours du forage d’un tunnel réel qui traversait une zone de failles. Die Autoren entwickelten das TBM Ausschachtungssteuerungssystem (den TBM Navigator), um noch besser überwachte Bauarbeiten zu ermöglichen. Unter Einsatz dieses Systems wird die Gesteinsfestigkeit während der Ausschachtungsarbeiten unmittelbar aus den TBM Antriebsdaten als ein Index für die Gesteinseigenschaften berechnet. Gleichzeitig wird auch der Bohrenergiekoeffizient aus den Bohrlogdaten berechnet, die an Hand der Probebohrung am Stirnende des Tunnels erhalten wurden. In der vorliegenden Studie wurde ein neuartiges, auf geostatistischen Methoden basierendes Verfahren für die automatische und angemessen genaue Vorhersage der Gesteinseigenschaften am Stirnende des Tunnels vorgeschlagen, für das sowohl die Bohrlogdaten als auch die TBM Antriebsdaten verwendet werden. Die Anwendbarkeit dieser Methode wird durch die Vorhersage bei einer tatsächlichen, durch Verwerfungen verlaufenden Tunnelausschachtung bewiesen.

Jan 1, 2003

By A. Golshani, M. Oda, K. Suzuki, T. Takemura

Anisotropic behaviours of OhshimaOshima granite were investigated by carrying out uniaxial compression tests, together with observations of microcracks under an optical microscope. The elastic modulus tensor of Oshima granite at 10 per cent strength,E10, were calculated using theoretically formulation of elastic modulus tensor in terms of the second-rank crack tensor for pre-existing open microcracks. Furthermore, with the assumption of orthorhombic elasticity, the nine moduli of Oshima granite E10were determined by uniaxial compression test. Twenty-onemoduli of samples, calculated without assuming any symmetry, also showed orthorhombic features. Direction of the symmetry axes agreed well with the orientation of preexisting cracks. Comparison of crack tensor-based formulation results with the experimentally determined one show that the anisotropy of elasticity of Oshima granite is caused by pre-existing open microcracks, not by pre-existing healed microcracks and also crack tensor formulation can be used, as a first-order approximation at least, to describe the anisotropy of Oshima granite induced by pre-existing open microcracks. ZUSAMMENFASSUNG: Das anisotrope Verhalten des Oshima-Granits wurde mit Hilfe voneinachsigen Kompressionstests und durch die Betrachtung von Mikrorissen unter einem optischenLichtmikroskop untersucht. Das Elastizitätsmodul von Oshima-Granit bei 10 Prozent Kraft E10wurde berechnet, indem man die Formulierung des Elastizitätsmodultensors, ausgedrückt alsRisstensor zweiter Ordnung theoretisch auf bereits existierende Mikrorisse angewandt hat.Außerdem wurden die neun Module des Oshima-Granits unter der Annahme orthorhombischerElastizität E10mit einem einachsigen Kompressionstest bestimmt. Einundzwanzig Stichproben,die ohne die Annahme irgendeiner Symmetrie genommen wurden, zeigten ebenfallsorthorhombische Merkmale. Die Richtung der Symmetrieachsen stimmte mit der Orientierungbereits vorhandener Risse überein. Der Vergleich der Ergebnisse der auf dem Risstensorbasierenden Formulierung mit der experimentell bestimmten Formulierung zeigt, dass dieAnisotropie der Elastizität von Oshima-Granit von bereits vorhandenen offenen Mikrorissenverursacht wird, und nicht von vorhandenen vernarbten Mikrorissen, und dass dieRisstensorformulierung auch zumindest für eine Annäherung erster Ordnung benutzt werdenkann, um die durch vorhandene offene Mikrorisse induzierte Anisotropie des Oshima-Granits zubeschreiben. RESUME: Les comportements anisotropes du granit d’Oshima ont été étudiés en réalisant destests de compression simple, et en observant les microfissures au microscope optique. Le tenseurdu module d’élasticité du granit d’Oshima sous une résistance de 10 pourcents, E10, a été calculéen se servant de la formule théorique du tenseur de module d’élasticité basé sur le tenseur defissures de second ordre des microfissures ouvertes préexistantes. En outre, sur base del’hypothèse de l’élasticité orthorhombique, les neuf modules du granit d’Oshima ont étédéterminés par des tests de compression simple. Vingt et un modules d’échantillons, calculés endehors de toute hypothèse de symétrie, ont aussi montré des caractéristiques orthorhombiques. Ladirection des axes de symétrie correspondait bien à l’orientation des fissures préexistantes. Lacomparaison des résultats de la formule basée sur le tenseur de fissures avec les résultatsdéterminés expérimentalement montrent que l’anisotropie de l’élasticité du granit d’Oshimaprovient des microfissures ouvertes préexistantes, et non de microfissures préexistantes referméeset que la formule du tenseur de fissures peut servir, au moins comme première approximation, àdécrire l’anisotropie du granit d’Oshima marqué par des microfissures ouvertes préexistantes.

Jan 1, 2003