GeoCorner - December 2024

Otsikko: Mechanical properties of rocks and sound generation during ablation. Comparison of measurements with modelling outcomes

Tekijä: Mohammed Nabil Hamdan

Valvoja: Professor Jussi Leveinen

Ohjaaja(t): Lasse Kangas, Dominica Cambio

Tiivistelmä:

This study focuses on characterizing the mechanical properties of rocks, such as hardness, to enhance energy efficiency in the mining industry and advance rock excavation techniques. It explores the theory behind mechanical property testing, alongside an analysis of Laser-Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) scanning test and its associated acoustic emissions, highlighting their potential role in determining the hardness of minerals.

We hypothesize that the acoustic signals generated by LIBS scanning test can be used to characterize the hardness of minerals, similar to traditional mechanical property tests such as Uniaxial Compressive Strength (UCS) and the Leeb Equotip Hardness test. To evaluate this hypothesis, a LIBS scan and mechanical hardness tests (UCS and Equotip) were conducted on two sets of drilled core samples. These samples included copper ore from Kennecott, US, and iron ore from Australian site.

Statistical methods, such as linear regression, were applied to analyse the data obtained from LIBS, UCS, and Equotip tests. The results revealed no straightforward correlation between the acoustic signals from LIBS and the mechanical properties of the samples, indicating a complex relationship influenced by multiple factors. However, a clear direct proportional relationship was observed between UCS and Equotip hardness tests.

Future research will aim to expand the dataset, enabling the application of machine learning techniques. By integrating additional variables such as mineral colour and acoustic signals, we aim to improve the predictive accuracy for mineral hardness characterization.

Aihe: Global stability of onshore wind turbine rock anchored foundations

Tekijä: Juuso Eskelin

Valvoja: Prof. TkT Topias Siren

Ohjaaja(t): TkT Topias Siren, DI Kimmo Kontiainen 

Rahoitus: Sweco Finland Oy, Peikko Finland Oy

Tiivistelmä:

As the size and amount of wind turbines is increasing it is important to find more efficient solutions in designing their foundations. The rock anchored foundations offer reduced costs when compared to other foundation types when applicable. Rock anchored foundations require decent quality rock, favourable directions of discontinuities in rock mass and the rock surface to be close of the ground surface.

In this thesis the global stability of onshore rock anchored foundations was researched. The goal was to determine the overturning point of the wind turbine foundation structure and determine the over design in anchored foundations by analysing the loads they would be able to withstand. The analyses were done using 3DEC which is a 3-dimensional DEM software. It is suited for discontinuous materials such as jointed rock mass. The current design methods were also reviewed in this thesis.

3DEC calculations resulted in some over safety in anchors but it the safety was not as high as believed before. The determination of the overturning point from the 3DEC results was challenging but the overturning point was found to be under the concrete slab in the rock mass. The overturning point was also found to change depending on the load applied.

Aihe: Allianssimallin kannustavuuden parantaminen infrahankkeilla 

Tekijä: Leevi Mattila

Valvoja: Prof. TkTTopias Siren

Ohjaaja: KTM Mira Saarentaus

Rahoitus: Helsingin kaupunki

Tiivistelmä:

Allianssimalli on yhteistoiminnallinen hankintamalli, joka soveltuu hyvin haastaviin ja paljon monimuotoisia riskejä sisältäviin infrahankkeisiin. Allianssimallilla toteutetun hankkeen onnistumisen kannalta avainasemassa on kaikkien allianssin osapuolten sitoutuminen allianssin perusperiaatteisiin kuten ”hankkeen parhaaksi” ajatteluun. Haasteita allianssimalliselle hankkeelle voi muodostua, mikäli hankkeen osapuolet pyrkivät ajamaan omaa etuaan hankkeen tavoitteiden kustannuksella. Allianssimallissa pyritäänkin kannustamaan allianssin osapuolia hankkeen tavoitteiden mukaiseen toimintaan erilaisin kannustimin sekä yhteistoimintaa edistävin keinoin.

Tämä tutkimus koostuu kahdesta pääosasta. Aikaisempien tutkimusten pohjalta tehty kirjallisuuskatsaus esittelee tarkemmin allianssimallin perusteet sekä sen kannustavuuden pohjan. Empiirisen tutkimusosuuden pohjana toimi aikaisemmilla hankkeilla avainrooleissa toimineille järjestetyt työpajat, joissa he kävivät läpi aikaisemmilla hankkeilla ilmi nousseita kannustavuuden haasteita sekä ideoivat ratkaisuja kannustavuuden parantamiseksi. Syntyneiden ideoiden merkittävyyttä ja toteutettavuutta arvioitiin työpajojen jälkeen osallistujille lähetetyn kyselyn pohjalta.

Kannustavuuden parantamisen kannalta on olennaista pyrkiä kehittämään ratkaisuja, jotka edistävät allianssin perusperiaatteiden toteutumista hankkeilla. Tämän tutkimuksen tuloksena syntyi erilaisia aihiota, joiden avulla allianssimallin kannustavuutta kaikille osapuolille voitaisiin parantaa. Syntyneissä ideoissa keskeisinä teemoina esille nousi etenkin aikainen hankkeen tavoitteiden selkeyttäminen ja niihin liittyvien kannustimien optimointi sekä allianssin osapuolten välistä avoimuutta ja luottamusta kehittävät ratkaisut. Esimerkkeinä syntyneistä kannustavuutta parantavista ideoista voidaan nostaa esiin TVD-prosessin käytön parantaminen allianssin kehitysvaiheen aikana sekä tilaajan valmiiksi hankintavaiheessa määrittämät kehitysvaiheen avaintulosalueet ja niiden mittarit.