MODELI ZA PROCJENU NEIZRAVNE ČVRSTOĆE VAPNENCA U SATURIRANOM STANJU

There are a number of methods of estimating physical and mechanical characteristics. Principally, the most widely used is the regression, but recently the more sophisticated methods such as neural networks has frequently been applied, as well. This paper presents the models of a simple and a multiple regression and the neural networks – types Radial Basis Function and Multiple Layer Perceptron, which can be used for the estimate of the Brazilian indirect tensile strength in saturated conditions. The paper includes the issues of collecting the data for the analysis and modelling and the overview of the performed analysis of the efficacy assessment of the estimate of each model. After the assessment, the model which provides the best estimate was selected, including the model which could have the most wide-spread application in the engineering practice.Potreba za procjenom neizravne vlačne čvrstoće koju inače određujemo brazilskim testom može se javiti pri idejnim rješenjima podzemnih radova u sredinama gdje je prisutna podzemna voda. Pregledom dostupne literature iz relevantnih izvora, koja se bavi utjecajem zasićenja na neizravnu vlačnu čvrstoću stijena koja se određuje brazilskim testom, utvrđeno je da se samo nekoliko radova bavi procjenom neizravne vlačne čvrstoće kod vapnenaca i pri tome se ne bave zasićenjem vodom. Isto tako, autori ovoga rada pregledom dostupne literature iz relevantnih izvora nisu naišli na rad koji bi se bavio procjenjivanjem neizravne vlačne čvrstoće vapnenca pomoću neuronskih mreža koje bi primjenjivale samo dva ulazna parametra, neizravnu vlačnu čvrstoću u suhome stanju i/ili šupljikavosti, stoga je bio razumljiv znanstveni interes za izradu i primjenu modela takva tipa. Skup podataka na temelju kojega je modelirano izrađen je jednim djelom od prikupljenih podataka iz objavljene literature gdje su navedeni rezultati ispitivanja poroznosti, indirektne vlačne čvrstoće u suhome i zasićenome stanju miocenskoga vapnenca, a drugi dio početnoga skupa bazira se na istraživanjima koja su provedena u Geomehaničkome laboratoriju RGN fakulteta u Zagrebu na vapnencima iz kamenoloma „Podberam” kod Pazina. U obama slučajevima ispitivanja su obavljena prema preporuci Međunarodnoga društva za mehaniku stijena pa je objedinjavanje bilo moguće. Na temelju prikupljenih podataka pomoću programskoga paketa Statistica 12 ukupno je napravljeno pet modela za procjenu neizravne vlačne čvrstoće. Modeli jednostruke regresije nose oznaku SR_1 (temelji se na jednostavnoj regresiji s poroznošću) i SR_2 koji je napravljen pomoću neizravne vlačne čvrstoće u suhome stanju. Model višestruke regresije nazvan je MR, a u njemu su nezavisne varijable šupljikavosti i neizravne vlačne čvrstoće u suhome stanju. Model neuronskih mreža s radijalnom baznom funkcijom nazvan je NN_RBF, a model tipa višeslojna mreža nosi oznaku NN_MLP. Uobičajeno se izrađeni modeli evaluiraju pomoću niza koeficijenata koji služe u tu svrhu: koeficijent koleracije (R), koeficijent determinacije (R2 ), korigirani R2 (R2 Adj) i korijen srednje kvadratne pogreške (RMSE). Prema parametrima ocjene najbolji je model NN_MLP, zatim slijedi model NN_RBF pa model MR te model SR_2 i na kraju model SR_1. Iako model NN_MLP najbolje procjenjuje neizravnu vlačnu čvrstoću u saturiranome stanju jer ima R = 0,987348; R2 = 0,974856; R 2 Adj = 0,974382 i RMSE = 0,272791, ipak prema mogućnosti šire primjene u inženjerskoj praksi model višestruke regresije najviše obećava jer za njegovu primjenu nisu potrebni složeni programski paketi. Modele iz ovoga rada treba primjenjivati samo kada su ulazni parametri u rasponu za indirektnu vlačnu čvrstoću u suhome stanju od 0,07 do 7,381 MPa

UTJECAJ COVID-19 KRIZE NA RUDARSKU DJELATNOST U REPUBLICI HRVATSKOJ

Mining as a human activity shares the fate of humanity in all global situations that affect the planet. These are, to a lesser extent, positive effects such as the opening of the world market, the industrial revolution, etc., and, to a greater extent, negative effects such as various conflicts or pandemics that have a global character. The COVID-19 pandemic has had an unprecedented impact on all sectors of human society, justifying a scientific interest in assessing its impact at global and local levels. Recently, the World Health Organization declared the end of the pandemic, after which the Croatian government did the same. This also marks the end of the research period for the preparation of this paper. The paper is about the study of the impact of the pandemic on the Croatian mining sector in Croatia. In addition to statistical data on production and the number of employees in the mining sector, the results of a survey of economic entities and conclusions about the management of companies in crisis situations were processed.Rudarstvo kao ljudska djelatnost dijeli sudbinu čovječanstva u svim globalnim situacijama koje pogađaju planet. To su manjim dijelom pozitivni učinci poput otvaranja svjetskoga tržišta, industrijske revolucije i sl., a većim dijelom negativni učinci poput raznih sukoba ili pandemija koje imaju globalni karakter. COVID-19 pandemija imala je nezapamćen utjecaj na sve sektore društva, što opravdava znanstveni interes za procjenu njezina utjecaja na globalnoj i lokalnoj razini. Nedavno je Svjetska zdravstvena organizacija proglasila kraj pandemije, nakon čega je to učinila i Vlada Republike Hrvatske, što je ujedno i kraj istraživačkoga razdoblja za izradu ovoga rada. U radu je procijenjen utjecaj pandemije na hrvatski rudarski sektor. Uz statističke podatke o proizvodnji obrađeni su rezultati ankete gospodarskih subjekata iz područja rudarstva te su izneseni zaključci o upravljanju poduzećima u kriznim situacijama

Use of Leeb hardness test in the characterization of rock material

Tvrdoća materijala se uobičajeno definira kao otpor prodiranju alata ili otpor trajnom udubljenju u uzorku. Izuzetno je važno naglasiti empirijski karakter ovog ispitivanja koje zato nije jednoznačno svojstvo stijene te postoji puno načina i metoda određivanja tvrdoće. Jedan od njih je postupak koji se zove tvrdoća po Leebu koja se može koristi u različitim inženjerskim djelatnostima. Metoda je prvotno primijenjena na uzorcima od metala, ali korištena je i za utvrđivanje tvrdoće stijenskog materijala. U ovom radu prikazana su ispitivanja stijenskog materijala uzetog iz eksploatacijskog polja Kanfanar gdje se eksploatira poznati arhitektonsko-građevni kamen zvan „Istarski žuti“ ili „Giallo d’Istria". Međutim ispitivanja tvrdoće po Leebu na plaštu uzorka u obliku jezgre mogu se obavljati i kod istraživanja nafte i plina pa time ovaj rad daje doprinos široj primjeni jednostavnijih ispitivanja na stijenskom materijalu, uz zadržavanje iste učinkovitosti.Material hardness is usually defined as resistance to penetration by tools or resistance to permanent indentation in a specimen. It is extremely important to emphasize the empirical nature of this test, so it is not a unambiguously property of the rock. There are many ways and methods to determine hardness. One of them is a method called Leeb hardness, which can be used in a variety of engineering activities. The method was originally applied to metal samples, but has also been used to determine the hardness of rock material. This paper presents tests on rock material from the Kanfanar mining area, where the well-known architectural building stone "Istrian Yellow" or "Giallo d\u27Istria" is mined. However, Lebb hardness tests on the mantle of the sample can also be performed in oil and gas exploration, so this work contributes to a wider application of simpler tests on rock material, while maintaining the same efficiency

PRIRODNI KAMEN KORIŠTEN PRILIKOM GRADNJE I OBNOVE ZAGREBAČKE KATEDRALE

Natural stone has been used since the dawn of civilization as a construction material for buildings that are historical and cultural buildings and monuments. The Zagreb Cathedral is an example of such a historical and cultural building and data regarding the extraction of stone for its construction and reconstruction is scientifically underestimated. Based on a review of previously published literature and an investigation on the current state of the sites where stone for construction was previously quarried, this paper presents a systematic overview of challenges regarding stone material that will be faced in the restoration of the Cathedral after the 2020 earthquakes. The autochthonous stone varieties used for the Cathedral, namely lithothamnium limestone, litavac, calcareous sandstone, and vinicite were determined. The description of the locations where they were quarried was emphasized, and the suitability of these sites for re-quarrying the stone blocks during reconstruction after the 2020 earthquake was investigated. In addition, the Cathedral was renovated in the meantime with travertine imported from Italy, which, although it is not of domestic origin, represents an integral part of the Cathedral and whose characteristics must be taken into account in the planning of the current reconstruction of the Cathedral. To preserve the cultural memory of quarrying in the Zagreb area, emphasis is given to the importance of preserving and showing old visual representations of the quarries.Prirodni kamen kao građevinski materijal koristi se od početka civilizacije prilikom gradnje građevina koje danas zovemo povijesno-kulturnim građevinama i spomenicima. Zagrebačka katedrala primjer je jedne takve građevine, ali podatci o vađenju kamena za njezinu izgradnju rijetko su objavljivani u znanstvenim časopisima. Na temelju pregleda dosad objavljene literature te provedenoga istraživanja trenutačnoga stanja lokacija na kojima se prije vadio kamen za gradnju katedrale, ovaj rad predstavlja sustavan pregled izazova u vezi s kamenim materijalima o kojima treba voditi računa prilikom obnove katedrale nakon potresa 2020. godine. Utvrđeno je koji su autohtoni varijeteti kamena korišteni prilikom gradnje katedrale: litotamnijski vapnenac, litavac, vapnenački pješčenjak i vinicit. Naglasak je bio na opisu lokacija na kojima su navedeni varijeteti eksploatirani te je istražena prikladnost tih mjesta za ponovno vađenje kamenih blokova tijekom obnove nakon potresa u 2020. godini. Osim toga, katedrala je obnovljena uvezenim travertinom iz Italije, koji je sastavni dio građevine iako nije domaćega podrijetla, pa se njegove karakteristike moraju uzeti u obzir pri planiranju sadašnje obnove katedrale. Posebno je istaknuta potreba pronalaženja starih vizualnih prikaza kamenoloma na području Zagreba kako bi se očuvala kultura sjećanja na ovu ljudsku djelatnost

THE INFLUENCE OF SATURATION ON THE UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH OF LIMESTONE IN EXPLORATION AREA CRNOGLAV NEAR NEUM

Istražni prostor Crnoglav kod Neuma u Bosni i Hercegovini geološki je građen od sedimentnih stijena vapnenca. Intaktnom materijalu s tog područja u ovom radu istražen je utjecaj zasićenja vodom na fizikalno-mehanička svojstva: gustoću, jednoosnu tlačnu čvrstoću, modul deformabilnosti, indeks čvrstoće. Ispitivanja su obavljena prema preporuci Međunarodnog društva za mehaniku stijena i Hrvatskoj normi. Rezultati su pokazali različit utjecaj saturiranosti na vrijednosti pojedinih ispitivanja. U radu su izloženi omjeri koji omogućavaju proračunavanja fizikalno-mehaničkih značajki u saturiranom stanju na osnovu njihovih poznatih vrijednosti u suhom stanju.Exploration area Crnoglav, near Neum, Bosnia and Herzegovina, is composed of limestone sedimentary rock. Research of influence of saturation with water was made on intact material from this area on physical and mechanical properties of the rock: uniaxial compressive strength, module of deformation, point load strength index and Schmidt rebound hardness. Tests were conducted on recommendation of International Society for Rock Mechanics (ISRM Suggested methods) and Croatian Standards. Results showed different influence of saturation on values of respective test. Ratios that help with calculations of physical and mechanical properties of rock in their saturated state based on their known values in dry state are presented in this paper

Estimation of uniaxial compressive and tensile strength of rock material from gypsum deposits in the area of Knin

U određenim inženjerskim poslovima preliminarnog karaktera javlja se potreba za procjenom važnijih fizikalno mehaničkih značajki kao što su jednoosna tlačna i vlačna čvrstoća. Ovaj rad bavi se problemima vezanim uz procjene jednoosne tlačne i vlačne čvrstoće stijenskog materijala u ležištu gipsa na području Knina. Njegove inženjerske karakteristike jako ovise o količini podzemne vode i temperaturi te je otežano provođenje laboratorijskih ispitivanja takve vrste materijala. U radu su opisane usporedbe procjene pomoću jednadžbi objavljenih u literaturi i onih koje su uspostavljene na temelju istraživanja u svrhu izrade ovog rada.In certain engineering tasks of preliminary nature there is a need for an estimation of important physical and mechanical properties such as uniaxial compressive and tensile strength. This paper analyzes the problems related to the assessment of uniaxial compressive and tensile strength of rock material in the deposit of gypsum in the Knin area. Its engineering characteristics strongly depend on the quantity of ground water and temperature and therefore it is difficult to conduct laboratory tests on this kind of material. The paper describes the comparison of estimates using equations published in the literature and equations that have been established on the basis of the research for the purpose of writing this paper

CURRENT COGNITION OF ROCK TENSILE STRENGTH TESTING BY BRAZILIAN TEST

Vlačna čvrstoća u mehanici stijena svojstvo je koje se znatno češće određuje indirektno (neizravno) nego direktno (izravno). U ovome radu prikazan je povijesni pregled razvoja indirektne metode ispitivanja zvane brazilski test od njezina nastanka 1943. god. do današnjih dana. Upućuje se na neke aspekte koji su bitni za tumačenje rezultata brazilskoga testa zbog različitoga stanja naprezanja prilikom toga ispitivanja i direktnoga postupka za određivanje vlačne čvrstoće. Posebno je obrađena procjena direktne vlačne čvrstoće i utjecaj saturacije uzoraka na rezultate ispitivanja indirektne vlačne čvrstoće.Tensile strength in rock mechanics is a characteristic more frequently determined in the indirect rather than direct way. This paper presents a historical review of the development of the indirect method called the Brazilian test, comprising the period from 1943 to the present day. It stresses some aspects which are essential for interpreting the results of the Brazilian test due to the different degrees of stress during the testing and the direct method of determining tensile strength. The estimate of the direct tensile strength and the influence of sample saturation on the results of indirect tensile strength testing have been specifically elaborated

PROCJENA JEDNOOSNE TLAČNE ČVRSTOĆE POMOĆU MODELA BAZIRANIH NA REGRESIJSKIM STABLIMA

This paper presents the estimation of the uniaxial compressive strength for mudstone and wackestone carbonates. The need for the estimation has occurred due to inability to fulfill the high quality requirements of sample treatment during direct determination of this physical and mechanical property on certain types of rocks. For the needs of modelling intact rock materials, extracted from six locations in Croatia, were tested. The following properties were examined: density, effective porosity, point load strength index, Schmidt rebound hardness, P-wave velocity and uniaxial compressive strength which was the target value of the used statistical models. The statistical models based on multiple linear regression and regression trees were considered and compared using cross validation, which showed that the most efficient estimation of the uniaxial compressive strength is obtained using random forestsOvaj rad bavi se procjenom jednoosne tlačne čvrstoće za karbonate tipa madston-vekston. Potreba procjene javlja se zbog nemogućnosti ispunjavanja propisane visoke kvalitete obrade uzoraka kod direktnog određivanja tog fizikalno-mehaničkog svojstva na nekim vrstama stijena. Za potrebe modeliranja, u ovom radu, ispitivan je intaktni stijenski materijal sa šest mjesta u Hrvatskoj. Ispitane značajke su: gustoća, efektivna poroznost, indeks čvrstoće, Schmidtova tvrdoća, brzina prolaza ultrazvučnog P-vala te jednoosna tlačna čvrstoća koja je bila i ciljana vrijednost procjene uspostavljenih modela. Prikazani modeli su načinjeni na temelju višestruke regresije i regresijskog stabla, a provedena unakrsna validacija, pokazala je kako najuspješniju procjenu jednoosne tlačne čvrstoće daje model slučajnih šuma (engl. random forests)

AN OVERVIEW AND FUTURE PROSPECTS OF CROATIAN GEOTECHNOLOGICAL HERITAGE

Industrijska baština važan je segment u ekonomskome, povijesnome i kulturnome identitetu suvremenoga europskog društva. Znatan dio industrijske baštine čine objekti koji su ostali nakon rudarenja mineralnih sirovina ili eksploatacije nafte. Štoviše, zemlje koje nemaju jako razvijenu rudarsku i naftnu djelatnost ipak njeguju tu vrstu industrijske baštine. Geološka baština bitna je za razumijevanje naravi prirode, njezina većeg vrednovanja te njezine bolje zaštite. Rudarska je djelatnost uvijek imala važnu gospodarsku ulogu, ali njezina se percepcija u modernome društvu promijenila zbog sve većih zahtjeva za očuvanjem okoliša vezanih za europski zeleni plan i prilagodbu europske ekonomije održivoj budućnosti. Međutim, rudarska baština ne mora biti negativno prihvaćena u javnosti, ona danas itekako može postati atrakcija koja pridonosi razvoju turizma te na taj način čuva tu vrstu nasljeđa za dobrobit cjelokupne zajednice. U ovome se radu pojašnjava prvi put korišten pojam „geotehnološka baština” kao novi pojam koji spaja rudarsku, geološku i naftnu baštinu zbog njihove prirodne međusobne povezanosti i isprepletenosti. Pored toga, dan je pregled nedovoljno cijenjene hrvatske geotehnološke baštine u eksploataciji kamena i drugih nemetalnih mineralnih sirovina, ugljena, mineralnih sirovina za proizvodnju kovina i u eksploataciji nafte. Za razliku od Hrvatske potencijal geotehnološke baštine prepoznat je i iskorišten u većemu dijelu Europe. S obzirom na to Hrvatska ima dobru priliku za razvoj toga tipa baštine na temelju iskustva uspješnijih članica Europske unije.Industrial heritage plays an important role in the economical, historical, and cultural identity of contemporary European society. A significant part of the industrial heritage consists of historical buildings which have remained after mining and petroleum exploitation. Moreover, industrial heritage can be also nurtured in countries in which mining and petroleum activities are not fully developed. It is inevitably associated with geological heritage. Furthermore, geological heritage is essential for a better understanding of nature, its wider appreciation and better protection. Mining has always played a significant industrial role, but it has recently lost its significance due to increasing environmental requirements regarding the European green deal and transforming the economy for a sustainable future. However, old mining and petroleum heritage sites can become attractions and they can contribute to the development of tourism and the community itself. A new term “geotechnological heritage”, presented in this paper, is related to mining, geological and petroleum heritage due to their significant interaction. This paper presents the used and unused touristic potential of heritage on selected sites in the Republic of Croatia. In addition, an analysis of the Croatian undervalued geotechnological heritage has been performed after the exploitation of stone and other nonmetallics, coal, metals, and petroleum. Unlike Croatia, the potential of geotechnological heritage has been recognized and exploited in most European countries. Therefore, Croatia has a great opportunity to develop heritage based on the experience of more successful members of the European Union

THE INFLUENCE OF SATURATION ON THE UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH OF LIMESTONE IN EXPLORATION AREA CRNOGLAV NEAR NEUM

Istražni prostor Crnoglav kod Neuma u Bosni i Hercegovini geološki je građen od sedimentnih stijena vapnenca. Intaktnom materijalu s tog područja u ovom radu istražen je utjecaj zasićenja vodom na fizikalno-mehanička svojstva: gustoću, jednoosnu tlačnu čvrstoću, modul deformabilnosti, indeks čvrstoće. Ispitivanja su obavljena prema preporuci Međunarodnog društva za mehaniku stijena i Hrvatskoj normi. Rezultati su pokazali različit utjecaj saturiranosti na vrijednosti pojedinih ispitivanja. U radu su izloženi omjeri koji omogućavaju proračunavanja fizikalno-mehaničkih značajki u saturiranom stanju na osnovu njihovih poznatih vrijednosti u suhom stanju.Exploration area Crnoglav, near Neum, Bosnia and Herzegovina, is composed of limestone sedimentary rock. Research of influence of saturation with water was made on intact material from this area on physical and mechanical properties of the rock: uniaxial compressive strength, module of deformation, point load strength index and Schmidt rebound hardness. Tests were conducted on recommendation of International Society for Rock Mechanics (ISRM Suggested methods) and Croatian Standards. Results showed different influence of saturation on values of respective test. Ratios that help with calculations of physical and mechanical properties of rock in their saturated state based on their known values in dry state are presented in this paper