The concept of representative elementary length (REL) as an effective tool to study scale effects in rock engineering problems

• Davide Elmo ^[1] ; Doug Stead ^[2]
  1. [1] University of British Columbia

     University of British Columbia

     Canadá

     
  2. [2] Simon Fraser University

     Simon Fraser University

     Canadá

     
• Localización: Boletín geológico y minero, ISSN 0366-0176, Vol. 131, Nº 3, 2020, págs. 355-362
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • El concepto de longitude elemental representativa (REL) como una herramienta eficiente para estudiar los efectos de escala en problemas de ingeniería de rocas
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• Resumen
  • español

    En este trabajo se utiliza una metodología de red de fracturas discretas (DFN) para estudiar los efectos de escala sobre las medidas de designación de calidad de la roca (RQD). RQD es un parámetro que describe la calidad del macizo rocoso y representa un componente fundamental de varios sistemas de clasificación de los macizos rocosos. Los resultados demuestran que es posible definir una longitud elemental representativa (REL) por encima de la cual las medidas de RQD representan un indicador medio de la calidad del macizo rocoso. No obstante, el sesgo direccional de las medidas de RQB es tal que la elección de la REL es, ella misma, una función de la orientación de la línea de muestreo utilizada para estimar el RQD. Mediante la consideración de múltiples direcciones de muestreo, este trabajo introduce el concepto del Elipsoide REL, por lo cual el valor normalizado del REL a lo largo de tres direcciones de muestreo indica el grado de homogeneidad e isotropía del macizo rocoso con incremento en el problema de escala. En opinión de los autores, el concepto de Elipsoide REL permite capturar mejor la naturaleza del volumen elemental representativo (REV) tridimensional tanto para masas rocosas isótropas como anisótropas. La cartografía de datos de un mina, de tipo salas y pilares, se ha utilizado en una validación inicial del concepto de Elipsoide REL propuesto.

  • English

    In this paper, a discrete fracture network approach (DFN) is used to study scale effects on rock quality designation (RQD) measurements. RQD is a parameter that describes rock mass quality and represents a fundamental component of several rock mass classification systems. The results demonstrate that it is possible to define a representative elementary length (REL), above which RQD measurements represent an average indicator of rock mass quality. However, the directional bias of RQD measurements is such that the choice of REL is itself a function of the orientation of the sampling line used to estimate RQD. By considering multiple sampling directions, this paper introduces the concept of a REL Ellipsoid, whereby the normalized value of the REL along three sampling directions indicates the degree of homogeneity and isotropy of the rock mass with increase in problem scale. In the authors’ opinion, the REL Ellipsoid concept allows to better capture the nature of the 3D representative elementary volume (REV) for both isotropic and anisotropic rock masses Mapping data from a room-and-pillar mine are used in the initial validation of the proposed REL Ellipsoid concept.