ABSTRACT

The proposed paper is aimed at analysing the failure of a steep cliff slope that, in the past, was exploited for open pit mining operations. A volume of over 400,000m3 of gneissic aplitic rock was involved in the slope failure. An evaluation of possible failure mechanisms is given, based on a structural description of the rock mass, a mechanical characterisation and on computation methods. The block theory and limit equilibrium techniques for sliding and block toppling were applied and a comparison is given with the result obtained by using DEM models.

RESUME

Le document propose vise l'analyse des mecanismes de rupture d'une falaise qui a ete interessee dans le passe par une mine à ciel ouvert. Un volume superieur à 400.000 m3 de aplite-gneiss a ete concerne par la rupture de la falaise. Le document fournit une evaluation des possibles mecanismes de rupture, basee sur une description structurale de l'amas rocheu, une caracterisation mecanique et des methodes de calcul numerique. L'analyse a ete developpee à l'aide de la theorie des blocs et de la technique de l'equilibre limite, soit pour le glissement que pour le basculement des blocs, et une comparaison avec le resultat obtenu par application des modèles DEM a ete effectuee.

ZUSAMMENFASSUNG

Die vorgeschlagene Arbeit zielt darauf ab, den Einsturz einer steilen Felswand zu analysieren, an der in der Vergangenheit eine Mine im Übertageabbau betrieben wurde. Der Einsturz betraf ein Volumen von ueber 400000 m3 an Gneis und Aplit. In der Arbeit ist eine Einschatzung des möglichen Mechanismus angegeben, der zum Bruch gefuehrt hat, und sie basiert auf einer strukturellen Beschreibung der Felsmasse, einer mechanischen Charakterisierung sowie auf der Anwendung von Berechnungsmethoden. Angewandt wurden die Blocktheorie und die Methode der Gleichgewichtsgrenze fuer das Abrutschen und Kippen von Blöcken. Darueber hinaus wird ein Vergleich mit den Ergebnissen angestellt, die unter Verwendung von DEM-Modellen erzielt wurden.

Introduction

The interaction between the structural asset of a rock mass and the natural or excavated rock face can, in some cases, lead to rock slope failures. Unstable behaviour of a rock face is also favoured by other factors such as groundwater, cryoclastic phenomena and exploitation operations that can involve massive production blasts. In hard rocks, rock slope failures can be dominated by sliding or the rotation of rock volumes, defined by preexisting joints, or they can develop according to complex mechanisms involving both preexisting joints, fracture propagation and damage up to the failure of the intact rock portions. The different failure mechanisms that can occur on rock slopes can be classified according to structure and mechanical properties - particularly the strength- of the rock mass (e.g. Hutchinson, 1988, Goodman & Kieffer, 2000). When the kinematics of the failing rock volume is suitably outlined by continuous joints, as in the case of planar sliding, classic limit equilibrium techniques can be profitably applied (Hoek & Bray, 1981, Norrish & Willie, 1996), otherwise numerical techniques should be exploited. These techniques range from the equivalent continuous approaches, to block models for discontinuous systems like DEM.

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