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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 A. Fahimifar, H. Soroush

Abstract: Triaxial tests were conducted on the schist specimens with various anisotropic angles under confining pressures of 0, 7 and 15 MPa, and axial stress-axial strains, were measured and plotted for various conditions. The results obtained reveal the effects of schistose on the strength and deformability of the rock very clearly. Peak strength of the specimens for 00 and 900 schistose orientations are nearly the same. Modulus of elasticity of this rock varies with anisotropic angle. For 0 orientation modulus of elasticity increases to a maximum. Confining pressure increases the peak strength and improves the rock deformability. However, this effect is not the same for various orientations, and there are no similar trends for each anisotropy direction. Analysis of the results shows that consideration of a linear failure criterion such as Mohr-Coulomb is appropriate for the prediction of rock behaviour up to 10 MPa, rather than a non-linear one. The analysis also reveals that the friction angle and cohesion are affected by the anisotropy orientation, and this effect is more important for the cohesion than the friction angles. Resume: Les esseys triaxiales sur les echantillon d un roch schist avec les differents angles non-isotrop sous les tension lateral zero et sept et qoinze mega pascal (mpa) est fait et les covtraite et allongment unitaire sont mesure et leur curues est destine sous different condition les resultats obtenues montre les effets du schistosite sur le resistance et le ductilite vissiblement. Le resistance final sur les echantilions pour les angles o degre et 90 degree est equivalent. Le modoule d elasticite de ce roch sera difere par a port de l angle de stratification. Pour l angle o degree le valeur de modoule est le maximum. le pousse lateral augmenterai le resitance final, et sera amilterai le toleran le de ductilite. Mais cette effet bn est pas unigue pour les different stratification, et pour les diferents directions no– isotrop it n y a pas le meme solution. L analyse des resulitats montre que le criterre de ruin comme mohr–colomb est moderate pour le pousse lateral jusq av lo mega pascal , et ce n est pas neccesaire d utiliser de criterre no–linear . Cette analyse aussi montre que l angle de frottement et cohsion est en relation de la direction no–isotrop, et cette effet est olus important pour le cohsion par a port de l angle de frottement . Abriß : Dreiachsige Prüfung wurde auf den schist Exemplaren mit verschiedenen anisotropic Winkeln unter Bestätigen von Drücken von 0.7 und 15 MPa geleitet, und axiale Spannung axiale Spannungen, wurden gemessen und für verschiedene Bedingungen wurde geplant. Die Ergebnisse haben die Wirkungen von schisocity auf der Kraft und dem deformability des Felsen sehr deutlich erhalten offenbart. Maximale Kraft der Exemplare für 0° und 90 sind° schistos Orientierungen beinahe das gleiche. Modulus der Elastizität von diesem Felsen ändert sich mit anisotropic Winkel. Für 0° vermehrt Orientierung modulus der Elastizität zu einem Maximum. Einschränkender Druck vermehrt die maximale Kraft und verbessert den Felsen deformability. Aber ist diese Wirkung nicht das gleiche für verschiedene Orientierungen, und es gibt keine ähnlichen Tendenzen für jede anisotropic Richtung. Analyse der Ergebnisse zeigt jener Überlegung Kriterium eines linearen Ausfalls wie zum Beispiel Mohr Coulomb passend für die Voraussage von Felsen Verhalten bis zu 10 MPa, anstatt eines nicht linear ist. Die Analyse offenbart auch, daß der Reibung Winkel und Bindekraft werden beeinflußt von der anisotropic Orientierung, und diese Wirkung wichtiger für die Bindekraft ist, als der Reibung Winkel

Jan 1, 2003

By N. Kinoshita, Y. Inada

The authors have proposed and discussed storage of low temperature materials such as LNG, LPG and frozen food in rock caverns. In this case, as the rock mass around the caverns will receive effects of low temperature, it is necessary to consider the thermal behavior and the stability of caverns. In this study, strength and deformation characteristics obtained by the uniaxial tension test and the compression test at low temperatures were discussed. Using the results, temperature and stress distribution around caverns when LNG was stored, were analyzed. Then thermal behavior of the rock mass around caverns was discussed. Die Autoren haben Lagerung von Niedertemperatur-Materialien wie LNG, LPG und tiefgefrorenen Nahrungsmitteln in Felskavernen vorgeschlagen und diskutiert. Da in diesem Fall die Felsmasse um die Kavernen den Effekten der niedrigen Temperatur ausgesetzt ist, ist es erforderlich, das Thermalverhalten und die Stabilität der Kavernen zu berücksichtigen. In dieser Untersuchung wurden Stärke-und Deformationseigenschaften, die durch ein-axialen Spannungstest und Kompressionstest bei niedrigen Temperaturen erhalten wurden, diskutiert. Mit diesen Ergebnissen wurden Temperatur- und Stressverteilung um die Kavernen bei Lagerung von LNG analysiert. Dann wurde das Thermalverhalten der Felsmasse in der Umgebung der Kavernen diskutiert. Les auteurs proposent et discutent l'entreposage de matériaux à basse température, tels que le GNL, le GPL et des aliments congelés, dans des cavités rocheuses. Comme, dans ce cas, la masse rocheuse entourant la cavité subit les effets des basses températures, il est nécesaire d'étudier le comportement thermique et la stabilité des cavités. Dans cette étude, les auteurs discutent des caractéristiques de résistance et de déformation, obtenues par essai de tension uniaxial et essai de compression à basse température. En se servant des résultats, ils analysent la répartition de la température et des pressions autour des cavités, lors du stockage de GNL. Ils discutent ensuite le comportement thermique de la masse rocheuse autour des cavités.

Jan 1, 2003

By A. K. Singh, R. Singh, P. K. Mandal

On the basis of in situ study of pillar loading at different sites, an attempt is made in this paper to visualize the development of mining induced stress under varying geo-mining conditions. Field study demonstrated interesting interaction between size of pillar and nature of roof rock mass under the influence of increasing dimension of the excavation. Stiffness of pillars/overburden, extraction ratio and depth cover are observed to be the important parameters for the estimation of mining induced stress over the pillar. These parameters influence, both, the value of ultimate induced stress (vertical) and its range of influence ahead of the face line. Further, it is observed that the change in width/height (w/h) ratio of a pillar has got considerable influence over the nature of mining induced stress over it. Impact of highly dynamic nature of mining induced stress over the natural supports is observed to be the most serious factor for the safety of working under a hard and massive roof rock mass. On the basis of these observations, a conceptual model of interaction between the natural support and overlying strata is discussed in the paper. ZUSAMMENFASSUNG: Aufgrund ist in situ Studium von Säule Beladung an verschiedenen Stellen, ein Versuch in diesem Papier gemacht, die Entwicklung des Bergbaus vostellen sich, Spannung unter Änderung von Geo Bergbau von Bedingungen hat veranlaßt. Feld Studium hat interessante Wechselwirkung zwischen Größe von Säule und Natur von Dach Felsen Masse unter dem Einfluß von Vermehrung Dimension des excavation vorgeführt. Steifheit des Säulen Overburden, Herausziehung Verhältnisses und Tiefe sind beobachtet bedeckt, die wichtigen Parameter für die Schätzung des Bergbaus zu sein, Spannung über der Säule hat veranlaßt. Diese Parameter beeinflussen, beide, der Wert allerletzter veranlaßter Spannung (senkrecht) und sein Bereich des Einflusses voraus von der Gesicht Linie. Weiter ist, es beobachtet, daß die Änderung in Breite Höhe (W H) Verhältnis einer Säule beträchtlichen Einfluß über der Natur des Bergbaus erhalten hat, Spannung hat darüber veranlaßt. Schlag sehr dynamischer Natur des Bergbaus ist Spannung über den natürlichen Stützen beobachtet hat veranlaßt, der ernsteste Faktor für die Sicherheit des Arbeitens unter einer harten und massiven Dach Felsen Masse zu sein. Aufgrund dieser Beobachtungen, ein begriffliches Modell der Wechselwirkung zwischen der natürlichen Stütze und der überlagernde strata ist im Papier diskutiert. RESUME: En se basant sur dans l'étude de situ de chargement de pilier aux sites différents, une tentative est faite dans ce papier pour envisager le développement de creuse la tension persuadée sous varier de conditions de geo creuse. L'étude de champs a démontré l'interaction intéressante entre la taille de pilier et la nature de masse de rocher de toit sous l'influence d'augmenter de dimension de l'excavation. La raideur de piliers overburden, la proportion d'extraction et la couverture de profondeur est observée pour être les paramètres importants pour le jugement de creuse la tension persuadée par-dessus le pilier. Ces paramètres influencent, les deux, la valeur de tension persuadée ultime (vertical) et sa gamme d'influence en avant de la ligne de face. Plus, il est observé que le changement dans la largeur hauteur (le w h) la proportion d'un pilier a reçu l'influence considérable par-dessus la nature de creuse la tension persuadée par-dessus il. L'impact de nature extrêmement dynamique de creuse la tension persuadée par-dessus les soutiens naturels est observé pour être le facteur le plus sérieux pour la sûreté de fonctionnement sous une masse de rocher de toit dure et massive. En se basant sur ces observations, un modèle conceptuel d'interaction entre le soutien naturel et les couches recouvrant est discuté dans le papier.

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 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

By S. K. Murphy, S. M. Spottiswoode, A. M. Milev, D. Geyser

A portable, stand-alone instrument especially designed for recording strong ground motion was used in this study to create a large database of peak particle velocities measured underground. A total number of 39 sites located in stopes mining Carbon Leader and Ventersdorp Contact Reefs were investigated. Peak particle velocities whith values up to 3 m/s were recorded at some sites. The data recorded on the skin of the excavations were compared to the data recorded by the mine seismic networks to determine the site response. The maximum site response was obtained for source radii of between 5 m and 30 m and events locating within 200 m of the site. The extreme values of peak particle velocities were obtained in cases were the face-area lay within the source radius. Un instrument portable unique spécifiquement conçu pour enregistrer les mouvements dynamiques des terrains, a été utilisé dans cette étude pour créer une base de données importante sur la vélocité maximum des particules, mesurée en souterrain. Un nombre total de 39 sites situés dans les excavations exploitant les récifs appelés ‘Carbon Leader et Ventersdorp Contact Reefs’, a été investigué. Une vélocité maximale avec des valeurs allant jusqu’ à 3 m/s a été enregistrée sur certains sites. Les données enregistrées sur le bord de l’excavation ont été comparées aux données enregistrées par les réseaux séismiques de la mine pour déterminer la réponse du site. La réponse maximum du site a été obtenue pour des sources de rayons entre 5 m et 30 m et des évènements situés dans les 200 m du site. Les valeurs extrêmes de vélocités maximales ont été obtenues pour les cas où la zone de face se trouve à l’intérieur du rayon de la source. Ein mobiles, alleinstehendes Instrument, speziell entworfen um starke Formationsbewegungen aufzuzeichnen, wurde in dieser Studie verwendet um eine große Datenbank von Partikelspitzengeschwindigkeiten, die Untertage gemessen wurden, aufzuzeichnen. Eine Gesamtanzahl von 39 Aufstellungsorten in den Schichtabbauorten vom Carbon Leader und Ventersdorp Contact Reef wurden untersucht. Partikelspitzengeschwindigkeiten mit Werten bis zu 3 m/s wurden an einigen Standorten aufgezeichnet Die an der Oberfläche des Grubenraumes aufgezeichneten Daten wurden mit jenen Daten verglichen, die vom seismischen Netzwerk der Grube notiert wurden, um die örtliche Reaktion des Standortes zu bestimmen. Die maximale Standortreaktion wurde für Ursprungsradien von zwischen 5 m und 30 m erhalten und Ereignissen die sich innerhalb von 200 m vom Standort befanden. Die extremen Werte der Partikelhöchstgeschwindigkeiten wurdenin jenen Fällen erreicht wo sich der Abbaubereich innerhalb des Ursprungsradiuses befand.

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 J. M. Descour, K. Aoki, S. Shirasagi

This paper describes the tunnel seismic reflective survey, which has been developed by the authors in order to detect the geological condition ahead of the tunnel face three-dimensionally using reflected seismic waves. In addition, the applicability and the accuracy of the result of this system has been validated by comparing with the geological observation results at the tunnel face and the result of the drill logging system, which was conducted simultaneously with this survey in order to predict the rock properties using the data acquired during drilling from the tunnel face by rotary percussion drilling. In dieser Arbeit werden Reflektionsseismische Tunneluntersuchtungen beschrieben, die von den Autoren entwickelt wurde, um die geologischen Eigenschaften am Tunnelstirnende dreidimensional an Hand reflektierter seismischer Wellen bei minimaler Unterbrechung der Arbeit zu untersuchen. Darüber hinaus wurde die Anwendbarkeit und Genauigkeit der mit diesem System erhaltenen Ergebnisse durch Vergleiche mit den Ergebnissen geologischer Beobachtungen am Tunnelstirnende sowie den Ergebnissen des Bohrlogsystems bewiesen. Das letztgenannte System wurde gleichzeitig mit dem hier genannten System eingesetzt, um die Gesteinseigenschaften mit Hilfe der Daten vorherzusagen, die beim Bohren von Probelöchern im Tunnelstirnende mit einer Drehschlagbohrmaschine erhalten wurden. Cet article décrit une méthode de prospection sismique de tunnel, développée par les auteurs, pour déterminer en 3 dimensions les conditions géologiques existant derrière le front de taille, au moyen d’étude et de mesure des ondes sismiques réfléchies dans le sous sol, et ce, avec un minimum d’arrêt des travaux d’excavation. En outre, l'applicabilité et l'exactitude des résultats de ce système ont été vérifiées, en comparant les résultats des observations géologiques effectuées au front de taille, avec ceux du log de forage qui a été effectué parallèlement à ce système, en vue de prévoir les propriétés de la roche, grâce aux données collectées au cours du forage d’un trou de sonde depuis le front de taille à l’aide d’une foreuse rotative à percussion.

Jan 1, 2003

By Y. H. Suh, H. C. Lee, D. S. Kim

A progressive karst formation and its influence upon engineered structures in the ‘phil-karst’ rock mass draw a tunnel engineer’s special attention to a long-term stability and the maintenance issues. Karst sinkholes of any size beneath the railway bed cause train wrecks or long interruptions in train traffic during rehabilitation work. The collapse of cave roof, called a ‘doline’, is in general connected to the cave by the gradual dissolving of the rock, developing into subsidence and sink-holes. The principal conclusions obtained from the field experiments are as follows: It is found that the development of karst cavity shows a relationship with a structural geological line and it is necessary to define the dominant directions of joint and geological layer (formation). The relation-ship between the water flow and joint direction can be used as an indicator of cavity presence in their direction. In addition the direction of in-situ stress can play a role in the development of karst cavities. A risk map of karst scenario is produced for the tunnel supporting systems with rock type classifications in water-soluble karstic rock mass. Eine fortschrittliche Karst-Formung und sein Einfluß auf angelegten Strukturen in der Phil-Karst-Felsenmasse wecken einem Tunnelingenieur eine besondere Aufmerksamkeit zu einer langfristigen Stabilität und der Wartungsausgaben auf. Karstensinkhöhlen in irgendeinen Größen unter dem Eisenbahnbett sind die Ursache der Zugeszerstörung oder der langen Unterbrechungen in Zugverkehr während Rehabilitationsarbeit. Der Zusammenbruch von Höhlendach, d.h. ein “doline”, ist im allgemeinen an die Höhle, die durch das allmähliche Auflösen des Felsen zu entstehen ist und sich in die Subsidence und Sinkhöhlen entwickeln, angeschlossen. Die Hauptschlüsse, die von Feldenprüfungen erhalten wurden, sind folgendermaßen: es wird gefunden, daß die Entwicklung von Karstenhöhlung eine Beziehung mit einer strukturellen geologischen Linie zeigt und es notwendig ist, die vorherrschenden Richtungen von Gelenk und geologischer Schicht (die Formung) zu definieren. Die Beziehung zwischen dem Wasserablauf und der gemeinschaftlichen Richtung kann als ein Anzeiger von Höhlungsanwesenheit in ihrer Richtung benutzt werden. Zusätzlich kann die Richtung von In-Situ-Spannung eine Rolle in der Entwicklung der Karstenhöhlungen spielen. Für das Tunnelunterstützungssystem, welches mit Felsentypenklassifizierungen in wasserlöslicher Karstic-Felsenmasse, ist eine Risikokarte von Karstenszenar hergestellt. Une formation progressive de karst et son influence sur les structures tracées dans la masse de roche "phil-karst" retiennent l'attention particulière des ingénieurs de tunnel aux problèmes de la stabilité à long terme et du maintien. Les creux de karst de toute la taille sous le chemin de fer causent les accidents de trains ou de longues interruptions pendant le travail de réhabilitaion. L'effondrement du plafond de caverne qui s'appelle "doline" s'est, en général, connecté à la caverne par dissolution progressive de la roche, en devenant l'affaissement et les creux. Les conclusions importantes venant des experimentations sur le terrain sont suivants: d'abord, le développement de la cavité de karst montre le rapport avec la ligne géologique de la structure et il est nécessaire de définir les directions dominantes du joint et la couche(formation) géologique. La relation entre l'écoulement de l'eau et la direction du joint peut être utilisé comme un indicateur de la présence de la cavité dans leur direction. De plus, la direction sur place peut contribuer au développement des cavités de karst. Le plan risqué de karst s'est produit pour le système d'appui du tunnel avec les classifications du type de roche dans la masse de roche karstique qui est soluble dans l'eau.

Jan 1, 2003

By Y. -H. Chang, Y. -J. Jou, T. -S. Ueng, I. -H. Peng

In order to systematically study the size effect on the shear strength of rock joints, this study used the computer-aided-manufacturing system to reproduce the artificial rock joints for saw-toothed joints, Barton's standard joint profiles of JRC = 4~6 and 18~20, and natural rock joint profiles. We divided, enlarged, reduced, and assembled these joint profiles to obtain joint specimens of various sizes ranging from 75 mm to 300 mm in length. The shear strengths of these joint specimens were tested under different normal stresses using a direct shear test apparatus. The surface conditions of the joints at failure were also examined. The size and geometry effects on the shear strengths of these joints of various sizes and configurations were evaluated based on the test results. Um die künstlichen Trennflächen für reguläre dreieckige Trennflächen, Bartonsche standardmäßige Querschnitte der Trennflächen von JRC = 4~6 und 18~20 und natürliche Querschnitte von Trennflächen wiederherzustellen, benutzt diese Forschungsarbeit das Computergestützte-Erstellungssystem, damit die Maßstabswirkung auf die Scherfestigkeit von Trennflächen systematisch untersucht werden kann. Die Querschnitte werden geteilt, vergrößert, verkleinert und zusammengesetzt, um Trennflächenproben in Längen variierend von 75 mm bis 300 mm zu erhalten. Die Scherfestigkeit dieser Trennflächenproben wird unter unterschiedlichen Normalspannungen mit einem Direktscherversuchsgerät getestet. Die Querschnittszustände der Trennflächen bei Versagen werden ebenfalls untersucht. Nach den Untersuchungsergebnissen werden die Maßstabs- und Geometriewirkung auf die Scherfestigkeit dieser Trennflächen verschiedener Größen und Konfigurationen ausgewertet. Pour étudier systématiquement l’effet de la dimension des fractures des roches sur leur résistance au cisaillement un système de creation de fractures artificielles à l’ordinateur a été employé. Des fractures artificielles triangulaires, profils de fractures de Barton avec JRC = 4~6 et 18~20, et profils de fractures naturelles ont été reproduits. Les profils des fractures ont été arrangés de manière à obtenir des échantillons de longueur entre 75 et 300 mm. Une boîte de cisaillement a été utilisée pour étudier la résistance des fractures au cisaillement, sous plusieurs conditions de contraintes normales. Les conditions superficielles des fractures après rupture ont été étudiées. Les résultats de ces essais, effectués sur plusieurs échantillons de dimensions et configurations variées, ont contribué à établir l’influence des dimensions et de la géométrie des fractures sur leur résistance au cisaillement.

Jan 1, 2003

By S. M. Spottiswoode, Linzer. L. M.

We report on further progress in improving seismic locations by using the so-called double-difference method (Spottiswoode and Milev, 1998 and Waldhauser et al., 1999). Double-differences are obtained either using picked arrival times or various measures of time differences obtained from waveform pairs. The double-difference method provides for much improved relative locations by reducing the effect of the errors in the wave velocity of ray paths between each event and each geophone. Further improvements are obtained by using known locations, such as blasts. One of the difficult problems that we have overcome is that of finding the best “weights” for the time corrections. Experience obtained in relative moment tensor inversions by Andersen (2001) suggests that use of median corrections is both more stable and more accurate, even while the locations of the individual events is based on weighted least-squares minimization. A hybrid location program with known reference events has been developed. Tests on a synthetic data set gave relative locations that were much less widely spread than the absolute locations. The use of known event coordinates (blasts) moved the relative locations back towards the real locations. These results are confirmed in preliminary analysis of data from a mine. The absolute locations are adjusted using blast events restricted to the line of tunnel development. Inter-event distances are distributed in a power-law fashion that suggests that the relative location accuracies are improved by a factor of three or more. Nous rendons compte des progrès faits dans l’amélioration des locations de séismes en utilisant la méthode appelée de double- différence (Spottiswoode and Milev, 1998 et Waldhauser et al., 1999). On obtient les double-différences soit en utilisant des temps d’arrivée choisis soit des mesures variées de différences de temps obtenues de doublets de forme d’onde. La méthode de double-différence fournit des locations relatives très améliorées en réduisant l’effet des erreurs dans la vitesse d’onde des trajectoires de rayon entre chaque évènement et chaque géophone. D’autres améliorations sont obtenues en utilisant des locations connues, telles que les coups de mine. Un des problèmes difficiles que nous avons surmontés est celui de trouver les meilleurs coefficients de pondération pour les corrections de temps. L’expérience obtenue dans des inversions de phases tensorielles relatives par Andersen (2001) suggère que l’utilisation de corrections médianes est à la fois plus stable et plus exacte, même lorsque la location des évènements individuels est basée sur minimisation pondérée de moindres carrés. Nous avons développé un programme hybride de location avec des évènements connus pour référence. Des tests sur des données artificielles ont donné des locations relatives qui étaient beaucoup moins étendues que les locations absolues. L’utilisation de coordonnées d’évènements connus (coups de mine) a ramené les locations relatives vers les locations réelles. L’analyse préliminaire des données d’une mine a confirmé ces résultats. Les locations absolues sont ajustées en utilisant des évènements de coup de mine restreints à la ligne du développement du tunnel. Les distances entre chaque évènement sont distribuées comme par loi exponentielle ce qui suggère que les degrés d’exactitude des locations relatives sont améliorés par un facteur de trois ou plus. Wir berichten über einen weiteren Fortschritt, die seismische Positionen unter Verwendung der zu sogenannten Doppel-Unterschied-Methode (Spottiswoode und Milev, 1998 und Waldhauser et al.,1999) zu verbessern. Doppel-Unterschiede werden entweder mit ausgewählten Ankunftszeiten oder verschiedenen Messungen von Zeitunterschieden erreicht, die von den Wellenformpaaren erhalten werden. Die Doppel-Unterschied-Methode liefert viel verbesserte relative Positionen unter Verringerung der Auswirkung von Fehlern in der Wellengeschwindigkeit von Strahlengängen zwischen jedem Fall und jedem Geophon. Weitere Verbesserungen werden erreicht, indem man bekannte Positionen, wie Sprengungen verwendet. Eines der schwierigen Probleme, die wir überwunden haben, ist jenes des Findens der besten "Gewichte" für die Zeitkorrekturen. Die Erfahrung, die in den relativen Momentspannerumkehrungen von Andersen (2001) gewonnen werden bietet den Schluß an, daß der Gebrauch von mittleren Korrekturen beständiger und genauer ist, sogar wenn die Positionen der einzelnen Fälle auf der bewerteten Reduzierung der Methode der kleinsten Quadrate basiert. Ein hybrides Positionsprogramm mit bekannten Bezugsfällen ist entwickelt worden. Tests auf einem synthetischen Dataset gaben relative Positionen, die viel weniger weit gestreut waren als die absoluten Positionen. Der Gebrauch von bekannten Fallkoordinaten (Sprengungen) schob die

Jan 1, 2003

By S. Jeon, J. Kim, H. Lee

Though the importance of the engineering rock mass properties such as deformation modulus, cohesion and friction angle is emphasized, the researches on the reliability of these values are rarely performed. By using modified Takagi-Sugeno (TS) fuzzy inference system, a fuzzy model was developed based on the data obtained from domestic tunnel construction sites, and the ability of prediction was compared with the empirical equations conveniently used for estimating these values, which finds that fuzzy model is better than empirical equation. Sufficiently large database, however, is required for training the fuzzy model for more accurate prediction. Obwohl die Wichtigkeit der technischen Eigentümer der Felsenmassen wie zum Beispiel Verformungsmodulus, Bindekraft und Reibungswinkel betont werden, wird die Forschung auf der Zuverläßigkeit dieser Werte selten durchgeführt. Mit modifiziertem Takagi Sugenos (TS) Flaumigenschlußsystem wird die Flaumigenmodelle von den Daten, die von inländischen Tunnelbaustellen erhalten werden, entwickelt. Zum Schätzen dieser Werte ist es viel günstig, Flaumigenmodell zu benutzen, als zu adoptieren die empirische Gleichung für die Fähigkeit der Voraussage. Genügende große Datenbank wird aber zum Ausbilden flaumigen Modells für genauere Voraussage erfordert. Quoique l'importance sur la caractéristique d'ingénierie de la masse de roche comme le module de déformation, la cohésion et l'angle de friction, soit soulignée, la recherche sur la confiance de ces valeurs est rarement effectuée. Avec le système modifié de Takagi-Sugeno(TS) fuzzy inférence, le nouveau modèle fuzzy s'est développé. Après avoir estimé sa valeur, nous pouvons savoir que ce modèle fuzzy, basé sur les données venant du chantier de construction de tunnel national, est mieux que l'équaton empirique. Pourtant plus de données de base sont indispensables pour produire le modèle fuzzy plus précis.

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 R. T. Jones

Technical publications in the field of mining and metallurgy have existed for a long time. Recent developments in electronic publishing on websites make it possible to disseminate information more widely and cost-effectively than before. Professional societies have an opportunity to serve their members and their industry by publishing high-quality peer-reviewed papers on their websites as well as in printed form. Older publications can be scanned, and optical character recognition used to provide searchable text. Various business models exist around this process. This paper outlines the approach used by the Southern African Institute of Mining and Metallurgy (SAIMM) to provide free open access to their journal papers and conference proceedings, as well as the work being done by OneMine.org to collect technical papers from a number of international societies and make them available to subscribers via a large database. An approach is outlined that should be of benefit to authors, readers, and society at large.

Jan 1, 2012

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 C. E. Fivaz

SYNOPSIS Tribute is paid to J.S. MacArthur and the Forrest brothers for their invention. The opinion is expressed that the successful application of their process, not only saved the gold-mining industry on the Witwatersrand from stag¬nation for an indefinite but probably prolonged period, but also made a major contribution to the economic growth of the country in the twentieth century. A background is given of the activities of prominent chemists who researched the solubility of gold in cyanide solution prior to the MacArthur-Forrest invention. An account is given of the invention and patenting of the cyanidation process, and of the golden rule that the patentees laid down for themselves, which came close to wrecking the invention. The South African gold-mining scene from the discovery of gold on the Witwatersrand in 1886 up to 1890 is sketched. An account is given of how, when unoxidized ores were first encountered, the recovery efficiency dropped alarmingly, gold shares were sold on an unprecedented scale, and doom and despondency seized the town of Johannesburg. The complete turnabout in the fortunes of the South African gold-mining industry after the introduction of the cyanidation process in 1890, the steady rate of increase in production after the Anglo-Boer War, and its effect on the South African economy are described. A brief look is taken at the effect of gold mining on secondary industry. The deportment of the gold that is not dissolved from the ore by the cyanidation process is illustrated. Some thoughts are expressed on what can be done to increase the gold recovered by cyanidation.

Jan 1, 1988

By B. G. Russell

A wide range of minerals is found within the Republic of South Africa, many of which are exploited to a greater extent than in similar deposits found elsewhere. It is often asked whether this is atributed to the high grade of the ores encountered in this country, or whether such factors as fiscal and Infrastructural incentives create an economic climate that has en bled the mining industry to successfully extract and market minerals at a profit. This paper views South Africa's mineral resources in a regional and global context In an attempt to place the country's geological wealth in perspective. It represents the author's own Views, and not necessarily those of the Department of Mine al and Energy Affairs.

Jan 1, 1986

By H. E. James

Much has been said and written about the need to reduce South Africa's dependence on gold. To compensate for the decline in the country's foreign-exchange earnings resulting from the phasing out of gold, which must inevitably occur at some future date, a far higher priority will have to be placed on the mining, beneficiation, and export of the 59 other mineral commodities produced in South Africa. The basic strategy of the mining and metallurgical industries should be to move from the traditional approach of establishing a resource base to the establishment of a market base; to turn from production orientation to market orientation; and to rely less on exploration and economies of scale and more on process innovation and product development. The enthusiasm, entrepreneurial spirit, and commitment of the leaders in the mining and metallurgical industry will clearly be of decisive importance in the establishment of new industries for the beneficiation and export of added-value mineral-based products. The State can make a significant contribution by the provision of a welldeveloped and efficient infrastructure, including rail and harbour facilities, communications and health services, roads, and of electricity and water supplies. In our search for a new development strategy for the beneficiation and export of South Africa's minerals, we need to recognize that no one nation has all the mineralresources that it needs. Commercial and strategic manipulation of mineral supplies should no longer be tolerated. The future of the human species lies in international cooperation and in a greater understanding of the limitations of the world we live in.

Jan 1, 1985

By K. S. Rao, R. P. Tiwari, V. K. Shrivastava

ABSRACT: In this paper numerical simulation of jointed block mass behaviour obtained in an experimental study has been presented. Singh et al. (2002) conducted extensive tests on the jointed model materials with several joint configurations. The results of this experimental study were used to validate the strength behaviour of numerical block mass model developed using professionally available software. This software basically contains different kinds of material models. From the results of numerical simulation the existence of strength anisotropy was observed. The strength anisotropy so obtained has been compared with the experimental values reported by Singh et al. (2002). The anisotropic curves in both cases are U-shaped with flat base. They show good agreement in sliding mode of failure zone in which inclination ß (= 90° - ?) of joint set-I lie between 20° to 40° for all cases of interlocking. ZUSAMMENFASSUNG: In dieser numerischen Papiersimulation des verbundenen Blockmasse Verhaltens, das in einer experimentellen Studie erhalten wird, ist dargestellt worden. Singh et al. (2002) leiteten umfangreiche Tests auf den verbundenen vorbildlichen Materialien mit einigen gemeinsamen Konfigurationen. Die Resultate dieser experimentellen Studie wurden verwendet, um das Stärke Verhalten des numerischen Blockmasse Modells zu validieren, das mit professionell vorhandener Software entwickelt wurde. Diese Software enthält im Allgemeinen unterschiedliche Arten der materiellen Modelle. Von den Resultaten der numerischen Simulation wurde das Bestehen von Stärke Anisotrophie beobachtet. Die Stärke Anisotrophie also erreicht ist mit den experimentellen Werten verglichen worden, die von Singh et al. (2002) berichtet werden. Die anisotropen Kurven in beiden Fällen sind mit flacher Unterseite u-förmig. Sie zeigen gute Vereinbarung in gleitender Erscheinungsform des Ausfalls Zone, in der Neigung ß (= 90° - ?) von der Verbindung stellenSie Lüge zwischen 20° auf 40° für alle Fälle vom Ineinandergreifen ein. RESUME: Dans cette simulation numérique de papier du comportement joint de la masse de bloc obtenu en étude expérimentale a été présenté. Singh et autres (2002) ont effectué les essais étendus sur les matériaux modèles joints avec plusieurs configurations communes. Les résultats de cette étude expérimentale ont été employés pour valider le comportement de résistance du modèle numérique de la masse de bloc développé en utilisant le logiciel professionnellement disponible. Ce logiciel contient fondamentalement différents genres de modèles matériels. Des résultats de la simulation numérique on a observé l'existence de l'anisotropie de force. L'anisotropie de force ainsi obtenu a été comparée aux valeurs expérimentales rapportées par Singh et autres (2002). Les courbes anisotropes dans les deux cas sont en U avec la base plate. Elles montrent la bonne concordance dans le mode coulissant de la zone d'échec en lequel la inclination ß (= 90° - ?) du joint placez-Je le mensonge entre 20° à 40° pour tous les cas d'enclencher.

Jan 1, 2003