Numerisk modellering av Kiirunavaara för BeFo

Sju storskaliga dynamiska fälttester på dynamiska bultar har genomförts av LKAB för att öka förståelsen för bergförstärkningens respons när installerad i väggar och tak i en tunnel som utsätts för stark dynamisk belastning från en närliggande sprängning. Testerna innefattade två parallella tvärtunnlar, en förstärkt med bultar Swellex Mn24 och den andra icke-förstärkt.

I detta uppdrag har Rejlers utförts tredimensionella numeriska analyser av tunnlarna och bergförstärkning i två steg:

• explosionssteget har modellerats med den finita elementkoden LS-DYNA
• vägutbredningssteget har modellerats med diskretelementkoden 3DEC från Itasca, där explosionslasten från LS-DYNA tagits som input

De numeriska resultaten syftar till att jämföra beteendet hos olika kommersiella bergbultar (Swellex Mn24 och D-bolt) under dynamiska belastningsförhållanden.

Beräknade skador i berget kring sprängborrhålet m.h.a. koden LS-DYNA.

Konturerna för bergblockrörelse i millimeter i modellen beräknade med koden 3DEC efter simulerad spränging

a) förstärkt tvärtunnel

b) oförstärkt tvärtunnel

3DEC-modelleringen i den aktuella studien visar att:

a) numeriskt beräknade hastighetsmönster överensstämmer väl med dem som observerats i fältet

b) större förskjutningar inträffade för vissa bergblock i den oförstärkta tvärtunnel

c) mönstren för de mest förskjutna bergblocken i modellen liknar mycket väl de positioner där utfall observerades i fältet nära fotväggstunneln i den oförstärkta tvärtunneln.

Fakta

Kund: BeFo, Stiftelsen Bergteknisk Forskning
När: 2021 - 2023
Tjänst: Forskning genom numerisk modellering