Вероятностно-стохастическая модель распределения физико-механических свойств мягких горных пород

Елена Александровна Сдвижкова, Александр Станиславович Ковров, Таисия Владимировна Мнишенко

Анотація


Физико-механические характеристики грунтов и мягких горных пород получаемые в результате лабораторных испытаний являются важными исходными параметрами для оценки устойчивости природных склонов и искусственных откосов. Такие свойства пород, как сцепление и угол внутреннего трения, обусловлены влиянием ряда природных и техногенных факторов.  При этом, из множества факторов, влияющих на устойчивость откоса, выделяют наиболее значимые, которые в большей степени обусловливают свойства пород. Чем больше факторов учитывается в геотехнической модели, тем детальнее исследуются свойства пород, что повышает точность научного прогноза оползнеопасности откоса. С другой стороны, увеличение количества факторов, входящих в модель, усложняет ее и обусловливает уменьшение достоверность геотехнических расчетов. Цель работы заключается в построении статистического распределения изучаемых физико-механических свойств мягких горных пород и обосновании вероятностностатистической модели.  По результатам лабораторных испытаний пород построены статистические распределения изучаемых количественных признаков – угла внутреннего трения φ и сцепления С. Установлено, что статистическое распределение физико-механических свойств пород близко к равномерному закону.

Ключові слова


откос; сцепление; угол внутреннего трения; график Пирсона; равномерный закон распределения

Повний текст:

PDF (Русский)

Посилання


Popov, V.N., Shpakov, P.S. and Junakov, Ju.L. (2008), Upravlenie ustojchivost'ju kar'ernyh otkosov, Moskovskij gosudarstvennyj gornyj universitet, Gornaja kniga, Moskva, 683 p.

Bondarik, B.K. (1971), Osnovy teorii izmenchivosti inzhenerno-geologicheskih svojstv gornyh porod, Nedra, Moskva, 270 p.

Polozov, B.D. (1981), «Reshenie zadach ustojchivosti otkosov v uslovijah riska», Izvestija vuzov, Serija Gornyj zhurnal, Vol. 4, pp. 30–33.

Polozov, B.D. (1983), «Analiz pogreshnostej metodov rascheta ustojchivosti kar'ernyh otkosov», Izvestija vuzov, Serija Gornyj zhurnal, Vol. 6, pp. 33–38.

Shpakov, P.S., Poklad, G.G. and Omarov, S.T. (1991), «Osnovy verojatnostnogo metoda reshenija zadach ustojchivosti sklonov i otkrytyh poverhnostej», Materialy Mezhdunarodnogo simpoziuma «Osvoenie mestorozhdenij mineral'nyh resursov i podzemnoe stroitel'stvo v slozhnyh gidrogeologicheskih uslovijah», Vol. 2, Belgorod, pp. 148–156.

Shpakov, P.S., Poklad, G.G. and Omarov, S.T. (1991), «Verojatnostnyj sposob reshenija zadach ustojchivosti kar'ernyh otkosov», Izvestija vuzov, Serija Gornyj zhurnal, Vol. 6, pp. 45–52.

Shpakov, P.S., Poklad, G.G. and Omarov, S.T. (2002), «Neobhodimyj kojefficient zapasa ustojchivosti otkosov, zavisimost' parametrov predel'nyh otkosov ot urovnja riska», Izd-vo MGGU, Vol. 4, Moskva, pp. 35–38.

Sdvizhkova, O.O., Bugrim, O.V., Babets, D.V. and Ivanov, O.S. (2015), Jelementy teorii verojatnostej i matematicheskoj statistiki v gornom dele, Nacional'nyj gornyj universitet, Dnepr, 103 p.

Solodyankin, O.V., Kovrov, O.S. and Ruban, N.N. (2015), «Investigation of physical and mechanical properties of subsident soils at the Yevpatoriyskaya ravine of Dnepropetrovsk City», Scientific Bulletin of the National Mining University, Vol. 1, pp. 51–57.

Gmurman, V.E. (2003), Teorija verojatnostej i matematicheskaja statistika, Vysshaja shkola, Moskva, 479 p.

Babets, D.V., Kirichenko, Ye.V. and Sdvizhkova, O.O. (2008), «Numerical modeling rocks properties random distribution in the geomehanical problems», Scientific bulletin of the National Mining University, Vol. 6, Dnipro, pp. 47–49.

Han, G. and Shapiro, S. (1969), Statisticheskie modeli v inzhenernyh zadachah, Mir, Moskva, 396 p.

Levyc'kyj, V.G. and Sobolevs'kyj, R.V. (2007), «Doslidzhennja tochnosti vymirjuvannja linijnyh rozmiriv tovarnyh blokiv pryrodnogo kamenju ta i'i' vplyvu na tehniko-ekonomichni pokaznyky kar’jeru», Visnyk ZhDTU, Serija Tehnichni nauky, No. 4 (43), ZhDTU, Zhytomyr, pp. 149–155.

Sobolevs'kyj, R.V. and Vashhuk, O.M. (2012), «Obg'runtuvannja metodyky pidrahunku ob’jemiv skladiv gotovoi' produkcii' butoshhebenevoi' syrovyny», Visnyk Zhytomyrs'kogo derzhavnogo tehnologichnogo universytetu, No. 4, pp. 174–182.

Levyc'kyj, V.G. and Sobolevs'kyj, R.V. (2010), «Stvorennja tryvymirnyh modelej pryrodnyh okremostej kar’jeru jak etap udoskonalennja markshejders'kogo zabezpechennja vydobuvannja dekoratyvnogo kamenju», Naukovi praci DonNTU, serija girnycho-geologichna, Vol. 12 (173), DonNTU, Donec'k, pp. 232–238.

Sobolevskyi, R. and Shlapak, V. (2016), «Quality control of drilling operations for efficiency upgrading of creation of separation plane by lineage drilling», Metallurgical and mining industry, No. 2, pр. 167–173.

Sobolevskyi, R., Zuievska, N., Korobiichuk, V., Tolkach, O. and Kotenko, V. (2016), «Cluster analysis of fracturing in the deposits of decorative stone for the optimization of the process of quality control of block raw material», Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Issue 5/3 (83), pр. 21–29.

Korobiichuk, V., Shamrai, V., Iziumova, O., Tolkach, O. and Sobolevskyi, R. (2016), «Definition of hue of different types of pokostivskiy granodiorite using digital image processing», Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, Issue 4/5 (82), pр. 52–57.

Sobolevskyi, R.V., Levytskyi, V.H. and Shlapak, V.O. (2016), «Evaluation of accuracy of photogrammetric methods and laser scanning for measuring of parameters of cracks natural separateness», Journal of Zhytomyr State Technological University, No. 1, pp. 158–163.

Levytsky, V.H. and Sobolevsky, R.V. (2014), «Decorative stone block quality control based on surface digital photogrammetry», Scientific Bulletin of National Mining University, Vol. 6, рp. 58–66.

Sobolevs'kyj, R.V. and Vashhuk, O.M. (2014), «Geostatystychnyj pidrahunok zapasiv Velyko-Gadomynec'kogo rodovyshha pervynnyh kaoliniv z urahuvannjam sortovoi' dyferenciacii'», Visnyk ZhDTU, No. 1, pp. 124–132.

Levyc'kyj, V.G. and Sobolevs'kyj, R.V. (2014), «Obg'runtuvannja optymal'nyh tehnologichnyh parametriv vydobuvannja granitnyh blokiv na osnovi pokaznykiv trishhynuvatosti», Vostochno-evropejskyj zhurnal peredovыh tehnologyj, Vol. 3/3 (69), Tehnologycheskyj centr, Har'kov, pp. 48–52.

Sobolevskyi, R., Vashchuk, O. and Tolkach, O. (2015), «Development of methodology for assessing geospatial variability of primary kaolin», New Developments in Mining Engineering 2015. Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining, publ. from October 14th, pр. 505–509.

Sobolevs'kyj, R.V., Shlapak, V.O. and Kams'kyh, O.V. (2015), «Upravlinnja jakistju burovyh robit dlja pidvyshhennja efektyvnosti almazno-kanatnogo rizannja», Visnyk Kremenchuc'kogo nacional'nogo universytetu im. Myhajla Ostrograds'kogo, Kremenchuk, No. 5, pp. 106–111.

Sobolevs'kyj, R.V., Vashhuk, O.M. and Tolkach, O.M. (2015), «Ocinka dostovirnosti geometryzacii' jakisnyh pokaznykiv Velyko-Gadomynec'kogo rodovyshha pervynnyh kaoliniv na osnovi pidboru optymal'noi' modeli variogramy za ploshhynnym kryterijem», Visnyk KrNu im. Myhajla Ostrograds'kogo, No. 1, pp. 57–64.

Kryvoruchko, A.O., Korobijchuk, V.V., Sobolevs'kyj, R.V., Kams'kyh, O.V. and Pavljuk, I.V. (2016), «Vyznachennja optymal'nogo naprjamku vedennja girnychyh robit pry vydobuvanni blokiv z pryrodnogo kamenju», Visnyk Zhytomyrs'kogo derzhavnogo tehnologichnogo universytetu, Serija Tehnichni nauky, No. 3 (78), Zhytomyr, pp. 150–163.

Kryvoruchko, A.O., Korobijchuk, V.V., Podchashyns'kyj, Ju.O. and Remezova, O.O. (2007), «Zastosuvannja informacijno-kop’juternyh tehnologij dlja doslidzhennja girnycho-ekologichnyh osoblyvostej rodovyshh rudnyh i nerudnyh korysnyh kopalyn», Visnyk Zhytomyrs'kogo derzhavnogo tehnologichnogo universytetu, Serija Tehnichni nauky, No. 1 (40), pp. 186–195.

Korobijchuk, V.V., Kisjel', O.O. and Striha, V.A. (2012), «Geometryzacija suputn'oi' korysnoi' kopalyny v umovah Leznykivs'kogo rodovyshha granitiv ta girnycho-geometrychnyj analiz jogo pokaznykiv», Visnyk Nacional'nogo universytetu vodnogo gospodarstva ta pryrodokorystuvannja, Serija Tehnichni nauky, No. 2 (58), pp. 175–184.

Kryvoruchko, A.O., Korobijchuk, V.V. and Is'kov, S.S. (2012), «Rozrobka uzagal'nenoi' metodyky geometryzacii' masyviv pryrodnogo kamenju z metoju otrymannja kompleksnoi' modeli rodovyshha», Visnyk Zhytomyrs'kogo derzhavnogo tehnologichnogo universytetu, Serija Tehnichni nauky, No. 4 (63), pp. 190–202.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Попов В.Н. Управление устойчивостью карьерных откосов / В.Н. Попов, П.С. Шпаков, Ю.Л. Юнаков / Московский государственный горный университет. – Москва : Горная книга, 2008. – 683 с.
  2. Бондарик Б.К. Основы теории изменчивости инженерно-геологических свойств горных пород / Б.К. Бондарик. – Москва : Недра, 1971. – 270 с.
  3. Полозов Б.Д. Решение задач устойчивости откосов в условиях риска / Б.Д. Полозов // Известия вузов. Серия : Горный журнал. – 1981. – Т. 4. – С. 30–33.
  4. Полозов Б.Д. Анализ погрешностей методов расчета устойчивости карьерных откосов / Б.Д. Полозов // Известия вузов. Серия : Горный журнал. – 1983. – Т. 6. – С. 33–38.
  5. Шпаков П.С. Основы вероятностного метода решения задач устойчивости склонов и открытых поверхностей / П.С. Шпаков, Г.Г. Поклад, С.Т. Омаров // Материалы Международного симпозиума «Освоение месторождений минеральных ресурсов и подземное строительство в сложных гидрогеологических условиях». – Белгород, 1991. – Т. 2. – С. 148–156.
  6. Шпаков П.С. Вероятностный способ решения задач устойчивости карьерных откосов / П.С. Шпаков, Г.Г. Поклад, С.Т. Омаров // Известия вузов. Серия : Горный журнал. – 1991. – Т. 6. – С. 45–52.
  7. Шпаков П.С. Необходимый коэффициент запаса устойчивости откосов, зависимость параметров предельных откосов от уровня риска / П.С. Шпаков, Г.Г. Поклад, С.Т. Омаров // Изд-во МГГУ. – Москва, 2002. – Т. 4. – С. 35–38.
  8. Элементы теории вероятностей и математической статистики в горном деле / О.О. Сдвижкова, О.В. Бугрим, Д.В. Бабетс, О.С. Иванов. – Днепр : Национальный горный университет, 2015. – 103 с.
  9. Solodyankin O.V. Investigation of physical and mechanical properties of subsident soils at the Yevpatoriyskaya ravine of Dnepropetrovsk City / O.V. Solodyankin, O.S. Kovrov, N.N. Ruban // Scientific Bulletin of the National Mining University. – 2015. – Vol. 1. – Pp. 51–57.
  10. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В.Е. Гмурман. – Москва : Высшая школа, 2003. – 479 с.
  11. Babets D.V. Numerical modeling rocks properties random distribution in the geomehanical problems / D.V. Babets, Ye.V. Kirichenko, O.O. Sdvizhkova // Scientific bulletin of the National Mining University. – Dnipro, 2008. – Vol. 6. – Pp. 47–49.
  12. Хан Г. Статистические модели в инженерных задачах / Г.Хан, С.Шапиро. – Москва : Мир, 1969. – 396 с.
  13. Левицький В.Г. Дослідження точності вимірювання лінійних розмірів товарних блоків природного каменю та її впливу на техніко-економічні показники кар’єру / В.Г. Левицький, Р.В. Соболевський // Вісник ЖДТУ. Серія : Технічні науки. – Житомир : ЖДТУ, 2007. – № 4 (43). – C. 149–155.
  14. Соболевський Р.В. Обґрунтування методики підрахунку об’ємів складів готової продукції бутощебеневої сировини / Р.В. Соболевський, О.М. Ващук // Вісник Житомирського державного технологічного університету. – 2012. – № 4. – С. 174–182.
  15. Левицький В.Г. Створення тривимірних моделей природних окремостей кар’єру як етап удосконалення маркшейдерського забезпечення видобування декоративного каменю / В.Г. Левицький, Р.В. Соболевський // Наукові праці ДонНТУ : серія гірничо-геологічна. – Донецьк : ДонНТУ, 2010. – Вип. 12 (173). – С. 232-238.
  16. Sobolevskyi R. Quality control of drilling operations for efficiency upgrading of creation of separation plane by lineage drilling / R.Sobolevskyi, V.Shlapak // Metallurgical and mining industry. – 2016. – № 2. – Рр. 167–173.
  17. Cluster analysis of fracturing in the deposits of decorative stone for the optimization of the process of quality control of block raw material / R.Sobolevskyi, N.Zuievska, V.Korobiichuk, O.Tolkach, V.Kotenko // EasternEuropean Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – Issue 5/3 (83). – Pр. 21–29.
  18. Definition of hue of different types of pokostivskiy granodiorite using digital image processing / V.Korobiichuk, V.Shamrai, O.Iziumova, O.Tolkach, R.Sobolevskyi // Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. – 2016. – Issue 4/5 (82). – Pр. 52–57.
  19. Sobolevskyi R.V. Evaluation of accuracy of photogrammetric methods and laser scanning for measuring of parameters of cracks natural separateness / R.V. Sobolevskyi, V.H. Levytskyi, V.O. Shlapak // Journal of Zhytomyr State Technological University. – 2016. – № 1. – Pp. 158–163.
  20. Levytsky V.H. Decorative stone block quality control based on surface digital photogrammetry / V.H. Levytsky, R.V. Sobolevsky // Scientific Bulletin of National Mining University. – 2014. – Vol. 6. – Рр. 58–66.
  21. Соболевський Р.В. Геостатистичний підрахунок запасів Велико-Гадоминецького родовища первинних каолінів з урахуванням сортової диференціації / Р.В. Соболевський, O.М. Ващук // Вісник ЖДТУ. – 2014. – № 1. – С. 124–132. 
  22. Левицький В.Г. Обґрунтування оптимальних технологічних параметрів видобування гранітних блоків на основі показників тріщинуватості / В.Г. Левицький, Р.В. Соболевський // Восточно-европейский журнал передовых технологий. – Харьков : Технологический центр, 2014. – Вып. 3/3 (69). – С. 48–52.
  23. Sobolevskyi R. Development of methodology for assessing geospatial variability of primary kaolin / R.Sobolevskyi, O.Vashchuk, O.Tolkach // New Developments in Mining Engineering 2015. Theoretical and Practical Solutions of Mineral Resources Mining. – Hardback – Publ. October 14th 2015. – Pр. 505–509.
  24. Соболевський Р.В. Управління якістю бурових робіт для підвищення ефективності алмазно-канатного різання / Р.В. Соболевський, В.О. Шлапак, О.В. Камських // Вісник Кременчуцького національного університету ім. Михайла Остроградського. – Кременчук, 2015. – № 5. – С. 106–111.
  25. Соболевський Р.В. Оцінка достовірності геометризації якісних показників Велико-Гадоминецького родовища первинних каолінів на основі підбору оптимальної моделі варіограми за площинним критерієм / Р.В. Соболевський, O.М. Ващук, О.М. Толкач // Вісник КрНу ім. Михайла Остроградського. – 2015. – № 1. – С. 57–64.
  26. Визначення оптимального напрямку ведення гірничих робіт при видобуванні блоків з природного каменю / А.О. Криворучко, В.В. Коробійчук, Р.В. Соболевський, О.В. Камських, І.В. Павлюк // Вісник Житомирського державного технологічного університету. Серія : Технічні науки. – Житомир, 2016. – № 3 (78). – С. 150–163.
  27. Застосування інформаційно-коп’ютерних технологій для дослідження гірничо-екологічних особливостей родовищ рудних і нерудних корисних копалин / А.О. Криворучко, В.В. Коробійчук, Ю.О. Подчашинський, О.О. Ремезова // Вісник Житомирського державного технологічного університету. Серія : Технічні науки. – 2007. – № 1 (40). – С. 186–195.
  28. Коробійчук В.В. Геометризація супутньої корисної копалини в умовах Лезниківського родовища гранітів та гірничо-геометричний аналіз його показників / В.В. Коробійчук, О.О. Кісєль, В.А. Стріха // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. Серія : Технічні науки. – 2012. – № 2 (58). – С. 175–184.
  29. Криворучко А.О. Розробка узагальненої методики геометризації масивів природного каменю з метою отримання комплексної моделі родовища / А.О. Криворучко, В.В. Коробійчук, С.С. Іськов // Вісник Житомирського державного технологічного університету. Серія : Технічні науки. – 2012. – № 4 (63). – С. 190–202.




DOI: https://doi.org/10.26642/tn-2017-2(80)-189-199

Copyright (c) 2017 Елена Александровна Сдвижкова, Александр Станиславович Ковров, Таисия Владимировна Мнишенко

Це видання ліцензовано за ліцензією Creative Commons Із Зазначенням Авторства - Некомерційна 4.0 Міжнародна.