haku: @keyword fracture mechanics / yhteensä: 11
viite: 5 / 11
Tekijä:Suikkanen, Johannes
Työn nimi:Modeling slope stability utilising fracture mechanics
Luiskan stabiliteetin rakomekaaninen mallintaminen
Julkaisutyyppi:Diplomityö
Julkaisuvuosi:2014
Sivut:84 + 28      Kieli:   eng
Koulu/Laitos/Osasto:Insinööritieteiden korkeakoulu
Oppiaine:European Mining Course   (R3008)
Valvoja:Rinne, Mikael
Ohjaaja:Antikainen, Juha
Elektroninen julkaisu: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201403251640
OEVS:
Sähköinen arkistokappale on luettavissa Aalto Thesis Databasen kautta.
Ohje

Digitaalisten opinnäytteiden lukeminen Aalto-yliopiston Harald Herlin -oppimiskeskuksen suljetussa verkossa

Oppimiskeskuksen suljetussa verkossa voi lukea sellaisia digitaalisia ja digitoituja opinnäytteitä, joille ei ole saatu julkaisulupaa avoimessa verkossa.

Oppimiskeskuksen yhteystiedot ja aukioloajat: https://learningcentre.aalto.fi/fi/harald-herlin-oppimiskeskus/

Opinnäytteitä voi lukea Oppimiskeskuksen asiakaskoneilla, joita löytyy kaikista kerroksista.

Kirjautuminen asiakaskoneille

  • Aalto-yliopistolaiset kirjautuvat asiakaskoneille Aalto-tunnuksella ja salasanalla.
  • Muut asiakkaat kirjautuvat asiakaskoneille yhteistunnuksilla.

Opinnäytteen avaaminen

  • Asiakaskoneiden työpöydältä löytyy kuvake:

    Aalto Thesis Database

  • Kuvaketta klikkaamalla pääset hakemaan ja avaamaan etsimäsi opinnäytteen Aaltodoc-tietokannasta. Opinnäytetiedosto löytyy klikkaamalla viitetietojen OEV- tai OEVS-kentän linkkiä.

Opinnäytteen lukeminen

  • Opinnäytettä voi lukea asiakaskoneen ruudulta tai sen voi tulostaa paperille.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi tallentaa muistitikulle tai lähettää sähköpostilla.
  • Opinnäytetiedoston sisältöä ei voi kopioida.
  • Opinnäytetiedostoa ei voi muokata.

Opinnäytteen tulostus

  • Opinnäytteen voi tulostaa itselleen henkilökohtaiseen opiskelu- ja tutkimuskäyttöön.
  • Aalto-yliopiston opiskelijat ja henkilökunta voivat tulostaa mustavalkotulosteita Oppimiskeskuksen SecurePrint-laitteille, kun tietokoneelle kirjaudutaan omilla Aalto-tunnuksilla. Väritulostus on mahdollista asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Väritulostaminen on maksullista Aalto-yliopiston opiskelijoille ja henkilökunnalle.
  • Ulkopuoliset asiakkaat voivat tulostaa mustavalko- ja väritulosteita Oppimiskeskuksen asiakaspalvelupisteen tulostimelle u90203-psc3. Tulostaminen on maksullista.
Sijainti:P1 Ark Aalto     | Arkisto
Avainsanat:slope stability
fracture mechanics
modeling
fracod
luiskan stabiliteetti
rakomekaniikka
mallinnus
fracod
Tiivistelmä (fin):Luiskan stabiliteetti analyysi suoritetaan useimmiten menetelmin, joissa rakojen kasvun vaikutus kalliomassan lujuuteen jätetään huomioimatta.
Kalliomassasta koostuvien luiskien sortumapintojen on huomattu muodostuvan heikkouksista kuten raoista tai rakovyöhykkeistä, jotka yhdistyessään mahdollistavat lopullisen luiskan sortuman.
Tämän tutkimuksen tarkoituksena on lähestyä luiskan stabiliteetin mallintamista rakomekaaniselta pohjalta, jolloin luiskan stabiliteetin menetys oletetaan tapahtuvan rakojen kasvusta johtuen.
Rakojen kasvun aiheuttamaa stabiliteetin muutosta tutkittiin numeerisesti mallintaen, käyttäen rakojen kasvun mallitamiseen erityisesti suunniteltua ohjelmaa nimeltään Fracod2D.
Fracod2D mahdollistaa rakojen kasvun mallintamisen erilaisten hydrologisten, termodynaamisten, sekä aikariippuvaisten kuormitusten alaisena.
Näiden ominaisuuksien avulla luiskan stabiliteettia pystyttiin analysoimaan talvesta johtuvan lämpötilan muutoksen, sekä siitä johtuvan jään lajenemisvaikutuksen aiheuttamasta lisätystä kuormasta.
Työn tuloksena kehitettiin menetelmä rakomekaanisten lujuusparametrien KIC, ja KIIC madaltamiseksi, mittakaavatekijän kasvaessa laboratorionäytteistä kohti kivimassaa.
Talvesta johtuva lämpötilaero sekä jään laajenemispaine vaikuttavat vain kallion pintakerroksissa, noin 4m syvyyteen.
Rakojen huomattiin yhdentyvän vain silloin, kun rakojen päät sijaitsevat hyvin lähellä toisiaan.
Mallinnuksissa selvisi, että luiskat eivät olleet herkkiä rakomekaanisien lujuusparametrien muutoksille.
Kun rakojen kasvua alkaa ilmetä, mallit tulevat erittäin herkiksi jännitystilan muutoksille, kuten jään- tai vedenpaineen aiheuttamaan jännitilan kasvuun.
Tiivistelmä (eng):The stability of slopes are commonly assessed in ways, which exclude the fractures of the rock mass, rather than including them as extending elements.
The failures of slopes have been noted to advance through internal flaws and failure zones of the rock mass, such as fractures.
By connecting these weakness zones with each other, a surface can be formed, which ultimately acts as a path of failure for the slope.
The reason for this study was to research an alternative approach, based on fracture mechanics, to model the stability of slopes.
The fracture propagation of a slope was approached by the means of numerical modeling, using a fracture mechanics code, Fracod2D.
The software was specifically developed to model the path of fracture propagation, under various thermal-, hydrological-, or time related conditions.
With the means to implement hydrological, and thermal coupling to the models, the slope stability could be assessed under the effect of temperatures affected by winter season, and ice ring expansion.

As a result of this study, a method for reducing the fracture toughness parameters KIC, and KIIC to represent the properties of rock mass was developed.
It was found out, that the effects of temperature change from winter season affect only the surface layer of the rock mass until the depth of 4m, depending on the thermal properties of the host rock.
Regarding the fracturing, it was found out that the fractures do not coalesce with each other, unless the distance between the fracture tips is of very small distance, compared to the model geometry.
In addition, once the process of fracturing itself has begun to occur, the process is very sensitive towards factors having an effect on the prevailing stress-field, such as water pressure and ice expansion.
ED:2014-04-06
INSSI tietueen numero: 48880
+ lisää koriin
INSSI