Development of a 3D analytical solution to evaluate stresses in backfilled vertical openings

The mechanical response of backfill in narrow openings is significantly influenced by its interaction with the surrounding walls. Previous work conduc ted on backfilled trenches and mining stopes indicates that the theory of arching can be used to estimate earth pressures in na rrow, vertical backfilled openings. In this report, a 3D analytical solution is proposed to evaluate the state of stress along the boundaries of the openings. The proposed solution, based on a generalized version of the Marston approach, is compared to numerical modeling and laboratory experimental results taken from the literature. A discussion follows on some particular features and limitations of the analytical solutions.

Résumé

La réponse mécanique du remblai placé dans des ouvertures étroites est largement influencée par son inteaction avec les paroies adjacentes. Les travaux antérieurs portant sur les tranchées et les chantiers remblayés montrent que la théorie de l'effet d'arche peut être utilisée pour estimer la pression dans les ouvertures étroites. Dans cet article, une solution analytique tridimensionnelle est proposée pour évaluer l'état de contraintes dans le remblai le long des parois de l'ouverture. La solution, basée sur une généralisation de l'approche de Marston, est comparée avec des résultats numériques et expérimentaux de laboratoire tirés de la littérature. L'article se termine par une discussion sur certaines caractéristioques et limitations de la solution analytique.

Uncontrolled Keywords

remblai, pression, ouvertures 3D, solutions analytiques, tranchées, chantiers miniers; backfill, earth pressure, 3D openings, analytical solutions, trenches, mining stopes.