Browsing by Author "Kallio, Pauliina"

Now showing 1 - 4 of 4

Determination of joint mechanical parameters for stability analysis in low stress open pit mines
(2016-05-12) Iakovlev, Daniil; Sirkiä, Joni; Kallio, Pauliina; Uotinen, Lauri
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
For low stress mining and civil engineering projects, slope stability is an essential part of safety and financial considerations. While large-scale stability can be modelled using equivalent rock mass properties, at smaller scale the local variations become significant and failure along the fracture planes is possible. The relevant boundary condition for low stress conditions is the Constant Normal Load (CNL), which allows for dilatation to occur. For deep mines the corresponding condition is the Constant Normal Stiffness, which restricts the dilatation. When dilatation is supressed the normal load is increased. This may lead to shearing of the asperities. If both the vertical and horizontal displacement are recorded during CNL testing, the dilatation may be calculated and numerically removed to provide a CNS estimate. In this paper three rock joint samples from the Siilinjärvi open pit mine were tested in a CNL shear box using displacement resetting at three different low normal loads. Profilometer and photogrammetry were used to measure the roughness of the surfaces. The results show poor match between the expected behaviour and observations. One possible cause is the reduced matedness often associated with natural near-surface rock joints. The potential weaknesses of the method are discussed and future research topics are suggested.
Photogrammetric calculation of JRC for rock slope support design
(2016-09-14) Sirkiä, Joni; Kallio, Pauliina; Iakovlev, Daniil; Uotinen, Lauri
A4 Artikkeli konferenssijulkaisussa
For mining and civil engineering projects rock slope stability is an essential part of safety and financial considerations. While large-scale stability can be simulated using rock mass properties, at smaller scale local variations in rock properties become significant and failure purely along discontinuities is possible. Plane failures, wedging and rockfall are common occurrences at this scale. These are often prevented by bolting or shotcrete support. For temporary slopes such support measures can be costly, and an ability to simulate possible failures along discontinuity planes becomes useful for evaluation of support necessity. Conventional methods for evaluating rock mass properties require making assumptions for scale effect in upscaling for an effective slope scale. The scale effect is generally considered to be negative, while some studies show positive or no scale effect. Deriving parameters to elaborately represent mechanical properties of rock mass in a scale of a mining project would require conducting a large scale in-situ test. Representativeness of one test for a large region of interest is questionable. Photogrammetric recording of rock joint surfaces aims to automate the obtaining of rock joint roughness without the need for manual sampling and costly laboratory experiments. Measurements carried out manually using a profilometer are compared to results obtained with photogrammetry without human interaction. The results are compared to tilt table tests to obtain a ratio between the natural roughness to profiled roughness. This ratio may be interpreted as a measure of how well the joint surfaces match. The photogrammetric JRC values may be used to predict the strength of rock joints under low stress conditions, where dilatation is not prevented. Finally discussion is given concerning the applicability of the method and the need for future research.
Rakopinnan karkeuden mittaaminen fotogrammetrisesti
(2015-04-28) Kallio, Pauliina
Insinööritieteiden korkeakoulu | Bachelor's thesis
Ruiskubetonoidun kalliotilan turvallisen paluuajan määrittäminen ja nuoren ruiskubetonin tartuntalujuus
(2019-05-06) Kallio, Pauliina
Insinööritieteiden korkeakoulu | Master's thesis
Kaivoskohteissa ja infrarakentamisen maanalaisissa louhintakohteissa ruiskubetonia käytetään kallion lujittamiseen yleensä yhdessä pultituksen kanssa. Koska ruiskubetonin lujuusominaisuudet muuttuvat ajan kuluessa, tulee ruiskutuksen jälkeen kulua riittävästi aikaa, jotta ruiskubetonoidun alueen alle on turvallista mennä jatkamaan työskentelyä. Tätä vaadittua aikaa kutsutaan paluuajaksi. Paluuajan pituus vaikuttaa turvallisuuden lisäksi koko tunneliprojektin aikatauluun; odotusaika määrittää sen, milloin seuraavaa työvaihetta päästään suorittamaan ruiskubetonoidun alueen alla. Tässä diplomityössä päätavoitteena oli selvittää, kuinka turvallinen paluuaika tulisi määrittää. Tiedetään myös, että tartuntalujuus on tärkeässä osassa ruiskubetonirakenteen toimivuuden kannalta. Koska ruiskubetonin tulisi usein toimia lujittavana rakenteena mahdollisimman pian ruiskutuksen jälkeen, tässä diplomityössä osatavoitteena oli selvittää nuoren ruiskubetonin tartuntalujuuden kehitystä ja testata tartuntalujuuden mittausmenetelmää myös nuorelle ruiskubetonille. Diplomityössä käytettiin tutkimusmenetelminä kirjallisuustutkimusta sekä empiiristä tutkimusta. Kirjallisuustutkimuksen avulla selvitettiin, millaisia vaatimuksia Australiassa ja Pohjois-Amerikassa on turvalliselle paluuajalle ja millaisia laskennallisia menetelmiä turvallisen paluuajan arviointiin on kehitetty. Kokeellisessa osassa pyrittiin määrittämään nuoren ruiskubetonin tartuntalujuuden kehitys ja testattiin tartuntalujuuden mittausmenetelmää myös nuorelle ruiskubetonille. Kokeellisen osuuden tuloksena ei saatu haluttua tartuntalujuuden kehitystä, sillä näytteet murtuivat tartuntapinnan sijasta läheltä ruiskubetonikerroksen pintaa. Mittaustuloksena saatiin siis tartuntalujuuden sijasta ruiskubetonin sisäinen vetolujuus heikoimmassa kohdassa. Lisäksi saatiin tieto siitä, että testattu menetelmä ei sovellu nuoren ruiskubetonin tartuntalujuuden mittaamiseen. Tällä hetkellä Suomessa paluuaika määräytyy usein ruiskubetonilta vaadittujen varhaisten puristuslujuusvaatimusten perusteella. Perehtyminen ruiskubetonin murtumismekanismeihin osoitti, että puristuslujuuden merkitys murtumismekanismien kannalta on hyvin vähäinen ja sen sijaan leikkauslujuuden ja tartunnan merkitys suuri. Diplomityössä tuotiin esille Suomessa nykyisin käytettyjen varhaisten puristuslujuusvaatimusten puutteellisuus ja perustelemattomuus paluuajan määrittämisen kannalta. Lisäksi esiteltiin ruiskubetonin leikkauslujuuteen perustuvat menetelmät paluuajan määrittämiseksi.