ABSTRACT

Given the current widespread use of numerical models for rock mechanics and rock engineering, and the ‘Technology Road Map’ theme of the Congress, it is timely to consider the key issues in matching numerical models to rock engineering problems. The three main aspects are:

  • identifying the mechanisms, variables and parameters that are relevant to a particular rock engineering project;

  • establishing the content and mode of operation of a particular code; and

  • deciding whether a particular code provides an adequate model for a particular project.

We summarise the key issues, highlighting the concept of rock mass domains, validation and the ability to present the results of a modelling exercise. We include three compact numerical modelling case examples to illustrate the points. Finally, we also present a ‘roadmap’ to assist in the process of matching a numerical model to the rock reality.

RESUME

Considerant l'utilisation generalisee des modèles numeriques en mecanique des roches et en ingenierie au rocher ainsi que le thème du congrès 'technology road map', il est opportun d'aborder les problèmes essentiels lies au choix des modèles numeriques dans les problèmes ingenierie au rocher. Les trois aspects principaux sont:

  • l'identification des mecanismes, variables et paramètres appropries au projet considere,

  • la definition du contenu et du mode de fonctionnement d'un code numerique donne, et

  • la possibilite de decider si un code donne fourni un modèle approprie au projet considere.

Les points cles sont resumes en mettant en evidence les notions de "massif rocheux", de validation et de capacite à presenter les resultats d'une approche numerique. Nous presentons trois brèves etudes de cas qui illustrent ces points. Enfin, nous proposons aussi un logigramme pour aider au choix d'un modèle numerique approprie pour representer la realite d'un problème au rocher.

ZUSAMMENFASSUNG

Im Licht der augenblicklich weitverbreiteten Nutzung von numerischen Modellen in der Felsmechanik and im Felsingenieurbau und unter Beruecksichtigung der Themenstellung des Congresses "Technology Road Map", erscheint es an der Zeit die Kernprobleme, die sich mit Fragen der Abstimmung der numerischen Modele mit Hinblick auf ihre Anwendbarkeit im Felsingenieurbau beschaeftigen, naeher zu befassen. Die drei wesentlichen Aspekte sind:

  • Identifizierung der Mechanismen, Variablen und Parameter, die fuer ein bestimmtes Projekt im Felsingenieurbau von Bedeutung sind;

  • die Festlegung des Inhalts und des Modus Operandi eines bestimmten Codes, und

  • die Entscheidung darueber ob ein bestimmter Code ein hinreichendes Model fuer ein bestimmtes Projekt ergibt.

Wir fassen die wichtigsten Punkte zusammen, heben dabei das Concept der Gesteinsmassen Domaenen (Rock mass domains) hervor, und erarbeiten ihre Beurteilung und die Moeglichkeit diese zu praesentieren in den Ergebnissen einer Model Uebung. Wir schliessen drei Beispiele von numerischen Modellen ein in denen diese Punkte erlauetert werden. Zuletzt schlagen wir eine "Roadmap" vor, um dem Prozess der Abstimmung des numerischen Modells mit der "Felsmechanischen Wirklichkeit" zu unterstuetzen.

Introduction

One of the greatest advances in rock mechanics analysis and rock engineering design in recent years has been the development of a number of powerful numerical codes that simulate various aspects of the deformation and failure of rock masses. These codes enable studies to be made of the evolution of rock failure for different rock mass characteristics, different construction geometries and different loading conditions. Modern codes can incorporate many of the discontinuous, inhomogeneous, anisotropic and ‘not elastic’ (DIANE) characteristics of real rock masses. Nevertheless, practising engineers are faced with the problem of knowing which code is most appropriate for their purposes, and whether the results produced by the code are, indeed, representative of reality at their site. This is an outstanding problem in rock mechanics and rock engineering. So, how is the modeller and/or engineer to find a design pathway through the well-mapped subject areas of precedent practice projects and the terra incognita of non-precedent practice projects for any given project objective?

In order to be able to coherently design an underground structure in a rock mass, the engineer must be able to predict the consequences of different design options.

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