Рейтинг рок-массы
Рейтинг горной массы ( RMR ) — это геомеханическая система классификации горных пород , разработанная З. Т. Бенявским в период с 1972 по 1973 год. [1] С тех пор он претерпел множество модификаций, среди которых RMR89. [1] обычно используется. Недавно RMR14 [2] было предложено улучшить характеристики RMR за счет использования нового опыта работы в туннелях. Kundu также предложила непрерывные функции и программное обеспечение «QuickRMR» для RMR89 и RMR14. [3] RMR объединяет наиболее важные геологические параметры воздействия и представляет их одним общим комплексным индексом качества горной массы, который используется для проектирования и строительства выработок в горных породах, таких как туннели, шахты, откосы и фундаменты.
Определение
[ редактировать ]Следующие шесть параметров используются для классификации горной массы с использованием системы RMR.
- Прочность горных пород на одноосное сжатие
- Обозначение качества породы (RQD)
- Расстояние между разрывами
- Состояние разрывов.
- Состояние грунтовых вод
- Ориентация разрывов
Каждому из шести параметров присвоено значение, соответствующее характеристикам породы. Эти значения получены на основе полевых исследований и лабораторных испытаний. Сумма шести параметров представляет собой «значение RMR», которое находится в диапазоне от 0 до 100.
Таблица классификации
[ редактировать ]Ниже приведена таблица классификации системы RMR.
| РМР | Качество рока |
|---|---|
| 0 - 20 | Очень Плохо |
| 21 - 40 | Бедный |
| 41 - 60 | Справедливый |
| 61 - 80 | Хороший |
| 81 - 100 | Очень хороший |
Процедуры
[ редактировать ]
Подробности расчета RMR предоставлены Edumine. [4] и предоставить ряд таблиц для определения RMR, а последние диаграммы для той же цели приведены в ссылках и для дальнейшего чтения. В частности, прилагаемые здесь диаграммы для параметров RMR прочности неповрежденной породы и комбинированных параметров RQD и расстояния между несплошностями (представленными количеством несплошностей на метр) показывают преимущество использования диаграмм для большей точности, а не полагаться на таблицы. которые показывают средние оценки для диапазонов каждого параметра RMR. Суммарные оценки для каждого параметра затрудняют точное определение RMR менее опытным персоналом. Существуют также субъективные параметры, такие как шероховатость и атмосферные воздействия, которые могут вызвать трудности при присвоении рейтинга. Кунду и др. предложили непрерывные функции для каждого параметра RMR89 и RMR14, включая шероховатость и выветривание. [3] Они также разработали программное обеспечение «QuickRMR», основанное на непрерывных функциях для расчета RMR с использованием количественных входных данных.
Приложения
[ редактировать ]Rock Mass Rating RMR нашел широкое применение в различных типах инженерных проектов, таких как туннели, склоны, фундаменты и шахты. Он также адаптируется для экспертных систем, основанных на знаниях. Инженеры неофициально делят структуру горных пород на две основные категории: непрерывную однородную изотропную линейно-упругую (то, что большинству инженеров-геотехников хотелось бы видеть ) и прерывистую неоднородную анизотропную неупругую (то, чем на самом деле является большинство массивов горных пород на месте). Система оценки горных пород обеспечивает метод включения некоторых сложных механик реальных горных пород в инженерный проект.
Более того, эта система была первой, которая позволила оценить свойства горных пород, такие как модуль деформации , а также предоставить рекомендации по креплению туннелей и времени простоя подземных выработок. [5]
Недавно, после более чем 40 лет использования, к системе RMR было обращено новое внимание из-за ее применения для оценки выемки горных массивов (RME) и, особенно, ее прямой корреляции с удельной энергией выемки (SEE) для используемых ТБМ. эффективно обнаруживать изменения в условиях туннелирования в режиме реального времени, служа, таким образом, предупреждением о неблагоприятных условиях в ходе строительства. [6]
Оценка горной массы представляет некоторые трудности при применении к горным откосам, поскольку параметр, учитывающий влияние ориентации несплошностей, подробно вводится для фундаментов плотин и туннелей, но не для откосов. [7] Чтобы решить эту проблему, Романа [8] определенная схема оценки массы склона , основанная на исходных параметрах Бенявского, но включающая строгое определение параметров с учетом влияния ориентации разрывов.
Конкретные выходные диаграммы для проектирования туннелей
[ редактировать ]Для удобства проектирования туннелей включены три диаграммы, которые обычно используются для оценки основных свойств горной массы: время выдержки , модуль деформируемости горной массы Em и прочность горной массы .
На втором графике представлена улучшенная зависимость для диапазона RMR больше 56. Это отражает идею о том, что при высоком RMR в деформации будет преобладать неповрежденный модуль, тогда как при более низком RMR выветривание и заполнение швов будут в значительной степени контролировать деформацию. Преимущество этого подхода состоит в том, что значения модуля НЕ переоцениваются в более высоком диапазоне и не занижаются и не переоцениваются в более низком диапазоне. Это более реалистично, чем полагаться на одно сигмоидальное уравнение.
Был предложен ряд сигмоидальных уравнений, которые определяют модуль неповрежденной массы горной породы как функцию неповрежденного модуля и рейтинга горной массы. Эти уравнения могут дать хорошую оценку модуля при правильных входных данных, однако трудно получить надежные значения неповрежденной прочности или неповрежденного модуля в результате лабораторных испытаний образцов из сильно нарушенных массивов горных пород. Из-за этого ограничения на практике обычно принято основывать значения неповрежденного модуля на результатах испытаний, проведенных на хороших образцах неповрежденной породы из мест с компетентной породой, используя либо лабораторные измерения неповрежденного модуля, либо предполагаемое соотношение между неповрежденной прочностью и модуль для конкретного типа породы. При этом игнорируется возможность того, что материал в зонах с бедной породой часто будет сильно выветрелым, и игнорируется возможность того, что даже без выветривания зона бедной породы может представлять собой породу, которая просто имеет меньшую неповрежденную прочность, и именно поэтому она стала нарушенной. в то время как зоны более прочной породы в том же проекте этого не сделали.
Рекомендации по креплению туннеля, основанные на RMR, первоначально были представлены в виде таблицы, дающей рекомендации по креплению для пролета/диаметра туннеля 10 метров. Ввиду совершенствования технологии крепления анкерных креплений, торкретирования и стальных ребер проектировщикам туннелей было предоставлено право модифицировать эти рекомендации для туннелей других размеров, которые хорошо сослужили свою задачу. Сегодня, после 40 лет использования, стало очевидно, что практичным проектировщикам туннелей было бы удобно иметь таблицы для выбора горной крепи в зависимости как от размера туннеля, так и от качества горной массы. Это показано на диаграмме ниже (см. Lawson 2013).
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Бенявский, З.Т. (1989). Классификации инженерных горных пород: полное руководство для инженеров и геологов горного, гражданского и нефтяного строительства . Уайли-Интерсайенс. стр. 40–47. ISBN 0-471-60172-1 .
- ^ Селада Б, Тардагила I, Варона П, Родригес А, Бенявски ЗТ. Инновационная конструкция туннеля с использованием усовершенствованной системы RMR, основанной на опыте. В: Материалы Всемирного туннельного конгресса – Туннели для лучшей жизни. том 9. Бразилия: Фос-ду-Игуасу; 15 мая 2014 г.: 1–9.
- ^ Перейти обратно: а б Кунду Дж., Саркар К., Сингх А.К. и Сингх Т., 2020. Непрерывные функции и компьютерное приложение для оценки горной массы. Межд. Дж. Рок Мех. Мин. наук. 129.
- ^ продвижение
- ^ Бенявский, З.Т. (1978). «Определение деформируемости горных пород». Международный журнал механики горных пород и горных наук . 15 : 335–343.
- ^ Бенявский, Ричард З.Т.; Селада, Бенджамин; Тардагила, Исидоро; Родригес, Алехандро (февраль 2012 г.). «Удельная энергия земляных работ при обнаружении туннельных условий перед ТБМ». Туннели и туннелирование (2): 65–68.
- ^ Аксой, Колорадо (2008). «Обзор рейтинговой классификации горных пород: историческое развитие, применение и ограничения». Журнал горного дела . 44 (1): 51–63. Бибкод : 2008JMinS..44...51A . дои : 10.1007/s10913-008-0005-2 . S2CID 128817745 .
- ^ Романа М. (1985). Новые корректировочные рейтинги для применения классификации Бенявского к склонам. Учеб. Межд. Симп. о роли механики горных пород: 49-53.
- АСТМ (1988). «Стандартное руководство по использованию системы оценки горной массы (RMR) (классификации геомеханики) в инженерной практике». Американское общество по испытаниям и материалам, Книга стандартов D5878-08, версия 04.09, Филадельфия, Пенсильвания.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Лоусон, А. (2013). «Критическая оценка методов проектирования туннелей на основе RMR». Учеб. РЕТК . Вашингтон, округ Колумбия: Общество горных инженеров. стр. 180–198.
- Пантелидис Л. (2009) «Оценка устойчивости горных откосов с помощью систем классификации горных массивов» Int. Дж.Рок Мех. Мин. наук, 46(2):315–325.