Разрушение упруго-хрупких тел сосредоточенными нагрузками

• Автор: Дементьев, Александр Дмитриевич
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 270 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Современные представления о влиянии свойств среды и схем приложения сосредоточенных нагрузок на процессы деформирования и разрушения
1.1. Деформирование и разрушение горных пород и минералов при действии нормальной нагрузки
1.2. Деформирование и разрушение горных пород и минералов при действии нормальной и касательной нагрузок
1.3. Основные представления и результаты экспериментальных исследований развития трещин
1.4. Выводы и постановка задачи исследований
Глава 2. Напряженно-деформированное состояние и разрушение массива под действием сосредоточенной нагрузки
2.1.Напряженно-деформированное состояние массива
при воздействии точечного индентора
2.2. Влияние угла приложения сосредоточенной нагрузки на эффективность разрушения
2.3. Разрушение гранита клиновидным ударником
2.4. Заключение
Глава 3. Определение размера одиночной трещины нормального разрыва, развивающейся в полуплоско-

сти под клиновидным ударником для некоторых механизмов ее движения
3.1. Связь размера трещины в полуплоскости при по-
стоянной скорости ее распространения с параметрами клиновидного ударника
3.2. Влияние параметров клиновидного ударника на размер трещины в полуплоскости при постоянном коэффициенте интенсивности напряжений в
ее конце
3.3. Зависимость размера трещины в полуплоскости при постоянном коэффициенте интенсивности напряжений в ее конце от параметров клиновидного ударника в инерционной среде
3.4. Количественное сравнение расчетных и экспериментальных результатов развития трещины под клиновидным ударником
3.5. Заключение
Глава 4. Определение размера одиночной трещины нормального разрыва, развивающейся в полупространстве под клиновидным ударником для некоторых механизмов ее движения и способы повышения эффективности разрушения
4.1. Связь размера трещины в полупространстве при постоянной скорости ее распространения с параметрами клиновидного ударника
4.2. Влияние параметров клиновидного ударника на размер трещины в полупространстве при постоянном коэффициенте интенсивности напряжений

в ее конце
4.3. Зависимость размера трещины в полупространстве при постоянном коэффициенте интенсивности напряжений в ее конце от параметров клиновидного ударника в инерционной среде
4.4. Влияние места приложения сосредоточенных нагрузок на размер дискообразной трещины
4.5. Использование особенностей трещинообразования под клином для повышения эффективности разрушения
4.6. Заключение..;
Глава 5. Исследование угла встречи клиновидного ударника с разрушаемой средой и влияние поверхностей обнажения
5.1. Зависимость напряженного состояния упругой по-
луплоскости с уступом от угла приложения сосредоточенной нагрузки под уступ и его высоты
5.2. Зависимость развития трещины в упругой полу-
плоскости с уступом от угла приложения нагрузки клиновидным ударником под уступ и его высоты
5.3. Анализ напряженного состояния упругой полуплоскости с уступом при изменениях угла приложения сосредоточенной нагрузки на уступ и вариациях отношения расстояния от уступа до точки приложения нагрузки к высоте уступа
5.4. Экспериментальные исследования разрушения горных пород при ударе на уступ с вариацией

ляющихся линиями наибольших сдвигающих усилий [20].
Как выяснилось, объем воронки изменяется пропорционально квадрату скорости удара, и объем скважины - пропорционально первой степени скорости. Поскольку кратер в граните состоит только из воронки, общий объем в этом случае пропорционален квадрату скорости удара. В граните энергия, требуемая для удаления единицы объема материала, остается постоянной и не зависит от скорости снаряда при ударе.
В песчанике кратер состоит из воронки и скважины. Таким образом, общий объем является функцией как первой, так и второй степени скорости удара. Энергия, необходимая для удаления единицы объема материала из песчаника,- увеличивается при увеличении скорости удара. Это увеличение происходит за счет того, что скважина имеет относительно больший объем при низких скоростях.
Описанный здесь механизм ударного образования кратеров в скальных породах приложен и к другим хрупким материалам при ударе по ним снарядом со скоростью ниже критической (при которой снаряд начинает деформироваться или разрушаться).
Из исследований [31-36] можно заключить, что направление действующей силы оказывает, по-видимому, значительное влияние на эффективность разрушения горных пород. Например, В.И. Молчанов утверждает, что для каждой породы существует наивыгоднейший угол приложения нагрузки, при котором объем разрушенной породы резко возрастает, а энергоемкость разрушения падает [35]. На основании опытных данных В.И.Молчанов установил, что угол наивыгоднейшего приложения силы р является дополнительным к углу трения, то есть /5 = 90’ -(р, где <р - угол трения. Следовательно, лишь при полном отсутствии трения (<р = 0) угол наивыгоднейшего приложения силы совпадает с нормалью к поверхности разрушаемого тела.
Отмеченные работы имеют чисто экспериментальный характер и