Определение прочностных сдвиговых и фрикционных свойств грунтов

• Автор: Буфеев, Константин Валентинович
• Шифр специальности: 04.00.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава I. Эволюция представлений о сдвиговой прочности и внешнем трении грунтов

1.1. Состояние вопроса

1.2. Этапы эволюций воззрений о внешнем трении грунтов

1.3. Выводы 2Ъ

Глава 2. Использование закона сохранения энергии для анализа процесса внешнего трения

2.1. Общие замечания 2Я

2.2. Современные представления о природе внешнего трения и способы его выражения

2.3. Выводы з

Глава 3. Экспериментальное исследование фрикционныхсвойств грунтов по акустической эмиссии из области фрикционносдвигового контакта
3.1. Общие замечания зв
3.2. Методика исследования фрикционных свойств фунтов по акустической
ЭМИССИИ ЗУ
3.3. Выводы
Глава 4. Исследование фрикционных и прочностных сдвиговых характеристик грунтов на основе закономерностей внешнего трения
4.1. История вопроса
4.2. Экспериментальные исследования фрикционных и прочностных сдвиговых характеристик грунтов
4.3. Выводы
Глава 5. Определение условий устойчивости пород на базе структурной модели, учитывающей сдвиговые и фрикционные свойства
5.1. Состояние вопроса .
5.2. Определение условий устойчивости пород в подземных выработках
5.3. Определение критериальных условий прочности блока вывала
5.4. Выводы
Заключение
Литература


В заключительной пятой главе определяются с учтом фрикционных свойств пород условия устойчивости пород и образования вывалов при строительстве подземных горных выработок. Научная новизна и практическая значимость работы заключается в следующем. В качестве параметра акустического излучения, по которому предложено в работе судить о фрикционносдвиговых свойствах контакта, принята величина плотности фрикционного потока акустической энергии. Выявлено явление тангенциального внешнего трения тангенциальный трибоэффект. Оно состоит в том, что деформированный независимыми активными тангенциальными силами образец грунта супесь тртся иначе, чем не деформированный ими, т. Кулону нормальными силами. Сформулированы закономерности внешнего трения, обобщающие закон трения Кулона, которые учитывают существование в грунтах явления тангенциального внешнего трения. На их основе предложены и разработаны два способа определения прочностных сдвиговых и фрикционных характеристик грунтов и устройства, их осуществляющие. Рассмотрены вопросы определения условий устойчивости подземных выработок и расчта обрушения горных пород при их проходке. Предложена минимальная совокупность критериев устойчивости и прочности горных пород в кровле горных выработок. Таким образом, в диссертации рассмотрен и получил решение целый комплекс задач, относящихся к оценке физикомеханических свойств пород, которые широко исследуются в настоящее время. Полученные экспериментальные и теоретические результаты могут иметь важное значение не только для изучения грунтов, но и для исследования многих композитных и других материалов, используемых в строительстве. В практическом плане разработанные в диссертации новые способы определения фрикционных и прочностных сдвиговых свойств грунтов позволяют, в частности, уточнять ресурс их сдвиговой прочности материалов, используемых в строительной технике, механике, механике грунтов и других областях инженерной практики в условиях сложного пространственного нагружения. Более достоверное знание ресурса сдвиговой прочности позволяет производить более точный расчт материальных затрат при решении многих инженерных задач. Глава I. Сдвиговая прочность пород грунтов определяется их способностью сопротивляться сдвигающим усилиям сопротивлением сдвигу . Сдвиг по данной площадке вызывается касательными напряжениями в ней. При расчте прочности грунтов, работающих в условиях сложного напряжнного состояния, пользуются гипотезами, или теориями прочности. Существует несколько классических теорий прочности, в основу которых положены разные гипотезы разрушения гипотеза наибольших напряжений Галилея, гипотеза наибольших деформаций СеиВенана, гипотеза наибольших скалывающих напряжений КулонаГеста, энергетические гипотезы прочности, гипотеза прочности Кулона КулонаНавье, гипотеза прочности Мора, гипотеза прочности Л. Боткина и др. Наибольшее распространение для оценки прочности пород получили теори прочности Кулона и теория прочности Мора. Тсд ЦСУ С С , 1 где С удельное сцепление. Ф, входящая в правую часть 2, представляет собой огибающую кругов предельных напряжений предельных кругов Мора и должна находиться из опыта. Опытами на испытание грунтов на прочность установлено, что эта огибающая в большинстве случаев хорошо аппроксимируется прямой линией, выражающей, по существу, условие прочности Кулона I . Следует однако иметь в виду, что между критериями прочности Кулона и Мора существует принципиальное различие, которое, как правильно отмечает М. Е. Харр и замечает С. Р. Месчян , заключается в том, что Кулон связывает эмпирически предельное касательное напряжение с нормальным напряжением в критической плоскости. Критерий же Мора выражает предельное отношение только через главные напряжения. Недостатком теории прочности Мора является неучт ею промежуточного главного напряжения а2, т. Тем не менее, во многих опытах по определению прочностных свойств пород наблюдается хорошее согласие экспериментальных результатов с теорией Мора. К такому выводу, например, пришл Т. Карман, выполнивший серию опытов с трхсторонним сжатием каррарского мрамора.