РАСЧЕТ ПАСПОРТА ПРОЧНОСТИ ГОРНЫХ ПОРОД, НАХОДЯЩИХСЯ В ЕСТЕСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ МАССИВА, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КРИТЕРИЯ ХУКА-БРАУНА И ПРОГРАММЫ ROCDATA

Представлена методика построения паспорта прочности горных пород, находящихся в естественных условиях массива, и анализа их физико-механических свойств с использованием программы RocData. Проанализированы исходные параметры критерия Хука-Брауна, даны их численное количественное и качественное определение на основе классификационных таблиц и диаграмм Эверта Хука и назначение. Критерий устанавливается на основе определения физико-механических свойств интактных горных пород и дальнейшим вводом трех факторов, ухудшающих эти свойства на основе характеристик нарушенности массива. В процессе моделирования свойства ненарушенного массива поэтапно подвергаются внешним воздействиям природного и техногенного происхождения. В результате снижаются прочностные свойства горных пород, изначально учтенные в критерии (предел прочности на одноосное сжатие ненарушенной породы s, геологический индекс прочности GSI, параметр cж ненарушенной горной породы m i, коэффициент техногенной нарушенности массива D и модуль деформации E i), и становятся максимально близкими к свойствам массива горных пород в естественных условиях. Даны результаты расчета физико-механических свойств и построения паспорта прочности вмещающей горной породы Таймырского рудника габбро-долерита для естественных условий массива, с учетом его геологических и структурных особенностей. Определены эквивалентные параметры Кулона-Мора (сцепление с ' и угол внутреннего трения j'), прочностные свойства пород в массиве (прочность на растяжение, одноосное сжатие и объемное сжатие), модуль деформации, определен тип разрушения массива по линии Можи. Ключевые слова : паспорт прочности, критерии прочности Хука-Брауна и Кулона-Мора, геологический индекс прочности (GSI), главные, касательные и нормальные напряжения, массив горных пород, габбро-долерит.

In-situ rock mass failure envelope plotting using the Hoek-Brown criterion and RocData software toolkit

The article presents the procedure to plot failure envelope and analyze physical and mechanical properties of in-situ rock mass using RockData software toolkit. General information is given for the commonly used strength criteria of Mohr-Coulomb and Hoek-Brown. The Hoek-Brown criterion parameters are discussed, as well as the purpose and the quantitative and qualitative estimation of these parameters using Hoek's classification tables and diagrams is described. The criterion is determined based on the physical and mechanical properties of an intact rock mass; then, three deteriorating factors are included from the rock mass quality characteristic. While modeled, an intact rock mass is exposed both to natural and man-mad external effects. As a result, the rock mass strength characteristics included in the strength criterion worsen (uniaxial compressive strength σc, geological strength index GSI, material constant of intact rock mass mi, disturbance factor D and deformation modulus Ei) and approach properties of in-situ rock mass. The article describes a case study of calculating physical-mechanical properties and plotting failure envelope for enclosing rock mass of Taimyr gabbro-diorite mine with regard to local geology and structure. The equivalent Mohr-Coulomb parameters (cohesion с' and internal friction angle φ'), strength characteristics of rock mass (tensile strength, uniaxial compression, triaxial compression) and the modulus of deformation are found, as well as the type of failure is determined from Mogi's line.