CONSIDERATION OF STRESSES AND DEFORMATIONS DUE TO ROCK’S SWELLING IN FINITE ELEMENT ANALYSES

Abstract

The design of support systems for underground openings, (shotcrete, cemented or metallic rings, bolting), mainly in soft grounds, has to take into account the delay for support installation, with respect to the underground opening process. Taking into account such an interaction is of main importance for short-term and medium-term calculations. In this study, the stresses and deformations caused by swelling during the construction of a underground opening are discussed on the basis of the stress-strain relationship.

Keywords

• Finite element analyses method, Clayey formation, Deformation, Load, Soft formation

SONLU ELEMANLAR ANALİZ YÖNTEMLERİNDE KAYAÇ ŞİŞME ÖZELLİĞİNİN DEFORMASYONLAR VE GERİLMELER ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Abstract

Yumuşak zeminler içerisinde açılan yeraltı açıklıklarının dizaynında özellikle tahkimatın (beton, çimentolama, çelik tahkimat, kaya civatası vb.) kurulması belirli bir gecikmeyle yapılmakta bu da kısa ve orta vadeli süreler için önceden gerilme ve deformasyon hesaplamalarını zorunlu ve önemli kılmaktadır. Bu çalışmada, şişme özelliğine sahip yumuşak formasyonlarda açılan yeraltı açıklıklarının yapımı aşamasında, şişmeden kaynaklanan gerilmeler ve deformasyonların Sonlu Elemanlar Analiz yönteminde ne şekilde değerlendirilebileceği gerilme-deformasyon ilişkileri çerçevesinde tartışılmıştır.

Keywords

• Sonlu elemanlar analiz yöntemi, Killi formasyon, Deformasyon, Yük, Yumuşak formasyon

References

1. Doktan M., (1991): “Galeri Yan Duvarlarında Mevcut Yumuşak Tabakaların Galeri Duraylılığına Etkisi Üzerine Bir Sonlu Elemanlar Analizi”, Madencilik Dergisi, Cilt 30, Sayı.1, s. 21-25.
2. Duffaut P., Feuga B., (1985): “Towards a theory of tunnels in heterogeneous formations, N umerical analysis of some cases of heterogeneity around tunnels”, Proc. 5th Int. Conf. Num. Meth. in Geomechanic, Nagoya, April, 1039-1048.
3. Fanna M.E., Wardle L.J., (1987): “Numerical Analysis of Coal Mine Chain Pillar Stability”, Proc. 6th Int. Cong. Rock Mech., Montreal, 859-864.
4. Gudehus G., “Finite Elements in Geomechanics”, Institut für Bodenmechanik und Felsmechanik, Universitat Karlsruhe, A Wiley-Interscience Publication, pp-341-477, USA
5. Köse H., (1980): “Finite Element Yönteminin Kaya Mekaniği Dalındaki Problemlerin Çözümünde Kullanılışı”, Madencilik Dergisi, Cilt 19, Sayı 3, s. 26-34.
6. Nishimatsu Y., (1981): “Some Technical Developments and Geomechanical Difficulties on Weak Rocks in the Field of Mining in Japan”, Proceeding of the International Symposium on Weak Rock, 21-24 September , TOKYO-JAPAN.
7. Vervoort A., Thimus J.F., Brych J., Crombrugge O.D., Lousberg E., (1987): ”Verification by the Finite Element Method of the Influences on the Roof Conditions in Longwall Faces”, Proc. 6th Int. Cong. Rock Mech., Montreal, 1311-1316.
8. Wilson E.L., (1963): “Finite Element Analysis of Two-Dimensional Structures”, PhD Thesis, University of Calif., Berkeley, U.S.A.