Numerical investigation of the lateral earth pressure coefficient along the VCL of vertical backfilled stopes

Mohamed Amine Sobhi, Li Li, Michel Aubertin

In the proceedings of: GeoRegina 2014: 67th Canadian Geotechnical Conference

Session: Mining Geotechnics

ABSTRACT: Obtaining the stress distribution in backfilled stopes is a critical concern for underground mines. Several analytical solutions have been proposed for this purpose. Many of these include the lateral earth pressure coefficient K, defined as the horizontal to vertical normal stresses ratio. For vertical backfilled stopes, some have suggested to use the at-rest earth pressure coefficient K0, arguing that the rock mass is very stiff and the walls displacement is negligible upon backfill placement. Others have applied Rankine™s active earth pressure coefficient Ka, based on numerical modeling and experimental results. To clarify this confusing situation, additional numerical simulations were performed to assess the lateral earth pressure coefficient along the vertical central line (VCL) of backfilled stopes. The results indicate that K is usually close to Rankine™s active coefficient Ka for cohesionless backfills. An explanation is proposed.

RÉSUMÉ: L™estimation des contraintes dans les chantiers remblayés est une préoccupation majeure pour les mines souterraines. Diverses solutions analytiques ont été proposées à cette fin. Plusieurs de celles-ci impliquent le coefficient de poussée des terres K, défini comme le rapport entre les contraintes normales horizontale et verticale. Pour les chantiers remblayés verticaux, certains ont suggéré d™utiliser le coefficient au repos K0, en considérant que le massif rocheux est très rigide et que le déplacement des murs causé par le dépôt du remblai est négligeable. D'autres ont proposé d'appliquer le coefficient de poussée des terres actif de Rankine Ka, sur la base de la modélisation numérique et de résultats expérimentaux. Pour clarifier cette situation ambigüe, des simulations numériques additionnelles ont été réalisées pour évaluer la valeur de K le long de la ligne centrale de chantiers verticaux. Les résultats indiquent que K est habituellement proche du coefficient actif de Rankine Ka. Une explication est proposée.

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