В онлайне: 2 (гостей - 2, участников - 0)  Вход | Регистрация

 
УДК 622.271

Закономерности снижения прочности горных пород во времени


Долгоносов В.Н., профессор, Старостина О.В., доцент, Олейникова Е.А., преподаватель.,
Карагандинский государственный технический университет, Казахстан

Работа направлена на изучение прочности горных пород и закономерностей, протекающих во времени.

Деформацию горных пород во времени следует рассматривать как результат изменения структуры, одновременного развития дефектов и переориентации минеральных частиц. Для прогноза реологических процессов необходимо использовать соотношения, разработанные Ю.К.Зарецким и С.С.Вяловым в рамках структурной механики грунтов. Скорость сдвиговых деформаций определяется из уравнения Ю.К.Зарецкого

уравнение Ю.К.Зарецкого
, (1)


где η0 - начальная вязкость, зависящая от структуры, плотности, влажности и температуры;

δ - безразмерный параметр;

τ, τ0, τ - текущее, мгновенное и длительное сопротивление пород сдвигу, МПа;

TР - параметр, имеющий размерность времени.

Из формулы (1) вытекает уравнение длительной прочности

уравнение длительной прочности
, (2)


где tР - момент разрушения горной породы.

Данное уравнение является наиболее универсальным, так как определено на всей числовой оси времени от t = 0 до t = ∞.
Достоинством такого подхода является возможность установления зависимости между временем начала пластического течения tР и скоростью сдвиговых деформаций ∂γ/part;t , что позволит прогнозировать скорость развития оползневых деформаций.

При формировании бортов карьеров происходит разгрузка массива в пределах призм возможного обрушение и связанное с этим разуплотнение глинистых пород. Влияние разуплотнения изучается путем проведения лабораторных и натурных исследований, в результате которых устанавливаются закономерности снижения сопротивления пород сдвигу. Г.Л.Фисенко отмечал, что причиной многих оползневых явлений служит совместное развитие процессов набухания и ползучести глинистых пород в бортах карьеров.

В анизотропных массивах явление разуплотнения и снижение прочности отмечается в приконтактных зонах, где существуют множественные структурные дефекты различного характера. Экспериментально установлено, что воздействие касательных напряжений ускоряет процесс разуплотнения, а исходное переуплотненное состояние не сказывается на скорости установившейся ползучести.

Вопросы количественной оценки влияния набухания на сопротивление глинистых пород сдвигу исследовались институтами ВНИМИ, ВИОГЕМ, УкрНИИПроект. Процесс набухания рассматривается во времени, совместно с ползучестью. Склонность к набуханию обусловлена гидрофильностью глинистых пород и увеличением их влажности. Набухание пород в прибортовом массиве приводит к уменьшению сопротивления пород сдвигу лишь в нижней части поверхности скольжения.

Для оценки снижения во времени сопротивления сдвигу глинистых пород А.Н. Могилко предложены формулы

формулы Могилко
, (3)


где k0 - мгновенное сцепление горной породы, МПа;

A и B - эмпирические константы, сек -1;

η(t) - показатель степени, представляющий собой линейную функцию времени, характеризующую вязкость материала.

Для описания процесса снижения прочности пород во времени в ряде случаев удобно использовать экспоненциальную функцию

уравнение длительной прочности
, (4)


где k0 и k - мгновенное и длительное сцепление горной породы, МПа;

τ0 и τ - мгновенная и длительная прочность горной породы, МПа;

λ, χ - эмпирические коэффициенты.

Библиографический список

  1. Канлыбаева Ж.М., Бакитов К.Б., Джанбуршина К.Ш. Физико-механические свойства горных пород и их влияние на процесс сдвижения массива. - М, "Наука", 1972.
  2. Слесарев В.Д. Управление горным давлением при разработке угольных пластов Донецского бассейна. - М, "Углетехиздат", 1958.


 

Разделы конференции

  1. Государственный кадастр недвижимости и земельно-имущественные отношения
  2. Мониторинг природных ресурсов и охрана окружающей среды
  3. Комплексное использование природных ресурсов
  4. Современные вопросы геологии
  5. Физика горных пород
  6. Новые технологии в природопользовании
  7. Применение современных информационных технологий
  8. Экономические аспекты недвижимости
  9. Мониторинг использования объектов недвижимости

 

Проекту Kadastr.ORG требуются средства на хостинг и развитие

Сумма: руб.