Stability analysis of an olivine quarry at Åheim, Western Norway

Denne oppgaven presenterer en stabilitetsanalyse av Sibelco Nordics olivinbrudd på Aheim. Analysen undersøkte stabiliteten til dagens bakvegg og bakveggen i det endelige bruddet. Analysen ble utført ved bruk av numerisk modellering av bakveggen, likevektanalyse av kiler og ved a evaluere observasjoner og malinger fra feltkartlegging. Inngangsparametrene til de dataprosesserte analysene ble bestemt fra estimeringer og malinger som ble foretatt i felt og i laboratoriet i forbindelse med arbeidet med forfatterens prosjektoppgave høsten 2019. Den numeriske analysen ble utført med den kontinuerlig metoden endelig elementmetode (FEM) ved bruk av programmet RS2 Rocscience (2019b). Analysen ble utført ved a modellere snitt vinkelrett på dagens bakvegg og den endelige bakveggen. Et snitt av dagens bakvegg ble brukt til a kalibrere skjærstyrken til en sprekkeoverflate ved a gjenskape et plant brudd. Den numeriske analysen ble utført ved å bruke to ulike analysemetoder. Den ene analysen ble utført ved a bruke metoden for redusering av skjærstyrke (Shear strength reduction (SSR)). Den andre analysen ble utført med modeller som inkluderer sprekkesett og analysere stabiliteten til modellen med inngangsparameterene fra feltkartlegging og laboratorietesting. Vannstrømning i bergmassen ble ikke inkludert i analysen. Analysen av kiler ble gjennomført ved å undersøke stabiliteten av fire kiler som ble observert i dagbruddet under feltkartlegging. Analysen ble utført med tørre sprekker og vannfylte sprekker. Kalibreringen av plane brudd gikk utenfor anvendelsesomradet til FEM. Den numeriske analysen ved bruk av SSR metoden ga CSRF lik 5.62 for dagens bakvegg og 2.97 for den endelige bakveggen. Bakveggen ble ustabil ved CSRF som følge av brudd i bergmassen i nedre del av veggen. Bergmassen i nedre del av bakveggen forvitrer raskt, og forvitringsdybden etter lang tids eksponering vil bestemme faren for at et stort ras kan skje. De numeriske modellene indikerte ingen fare for strukturelt bestemte brudd eller ustabiliteter i pallene i dagens bakvegg eller den endelige bakveggen, men under feltkartlegging ble plane brudd observert enkelte steder langs pallfronten. Plane brudd forekommer som følge av underkutting av paller. De identifiserte kilene har en sikkerhetsfaktor F > 5 ved tørre forhold. Analysen utført med vannfylte sprekker ga F < 1 for en av kilene. Fallet og fallretningen til sprekkene som danner kiler, gir skjæringslinja mellom sprekkene en lav vinkel som resulterer i liten fare for ustabiliteter. Det ble ikke identifisert fare for et stort ras i dagens bakvegg. Faren for et stort ras i den endelige bakveggen vil avhenge av forvitringsdybden i den nedre delen av veggen. Den planlagte utformingen av dagbruddet kan bli brukt dersom underkutting av foliasjon unngas. En analyse ved bruk av ikke- kontinuerlig numerisk modellering kan bli utført for å få en bedre forståelse av foliasjonens betydning for stabiliteten