Аналитическая модель оценки напряженно-деформированного состояния массивов пород с горным рельефом и инженерными сооружениями

• Автор: Жумабаев, Бейшенбек
• Шифр специальности: 05.15.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1993
• Место защиты: Бишкек
• Количество страниц: 367 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ.
ВВЕДЕНИЕ.
1. НАПРЯЖЕННОдаОРММРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ МАССИВОВПОРОДСГОР НЫМ РЕЛЬЕФОМ. СОСТОЯНИЕ ИЗУЧЕННОСТИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Обшие замечания по проблеме

1.2. Основные этапы развития учения о напряженном состоянии земной коры

1.3. Результаты математического моделирования напряженного состояния массивов пород с горным
рельефом .

1.4. Об используемом методе исследования ,

1.5. Цель и задачи исследований

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ ФОРМ РЕЛЬЕФА МАССИВОВ ПОРОД С ПОМОЩЬЮ КОНФОРМНЫХОТОБРАЖЕНИЙ

2.1. Постановка задачи

2.2. Методика отображений
2.3. Моделирование рельефа одиночных гор и каньонов
2.4. Плоские модели параллельных гряд гор и каньонов
2.5. Модели глубоких узких речных каньонов
2.6. Некоторые примеры моделирования рельефа
реальных объектов
2.7. Выводы
3. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ РАСЧЕТА НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ С ГОРИСТЫМ РЕЛЬЕФОМ
3.1. Основные задачи теории упругости для полубесконечных областей
3.2. Обще решения первой и второй основных задач теории упругости для полуплоскости с вырезом
или выступом
3.3. Общие решения первой и второй основных задач теории упругости для полуплоскости со многими выступами и вырезами
3.4. Общие решения первой и второй основных задач гтеории упругости для параболообразных полубесконечных областей
3.5. О степени определенности соотношений дляV функции фС
Зб. Выводы
. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ ПОРОД
С ГОРНЫМ РЕЛЬЕФОМ АНАЛИТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 4
4.1. Постановка задачи
4.2. Напряженное состояние массивов протяженных одиночных гор или каньонов С,.
4.3. Напряженное состояние массивов параллельных гряд гор или каньонов
4.4. Напряженное состояние массивов в зоне оснований глубоких каньонов
4.5. Тестовые расчеты напряженного состояния массивов
4.6. Выводы
, МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ГЛУБОКОГО КАНЬОНА
С УЧЕТОМ АНИЗОТРОПИИ СВОЙСТВ ГОРНЫХ ПОРОД
5.1. Постановка задачи
5.2. Напряженное состояние анизотропного полупространства
5.3. Напряженное состояние массивов каньона
5.4. Следствия и примеры расчета
5.5. Выводы
. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ ВРАЙОНЕ
СТРОИТЕЛЬСТВА КРУПНЫХ НАЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ
6.1. Напряженное состояниемассивов уоснований дорог, расположенных в горном склоне
6.2. Напряженное состояние массивов каньона врайоне строительства водохранилищ
6.2.1. Водохранилища впологом каньоне
8
Ч


9
2


6.2.2. Водохранилища в межгорной впадине
6.2.3. Водохранилища в узком речном каньоне
6.2.4. Влияние анизотропии свойств пород и водохранилища на распределение напряжений
в зоне основания каньона
6.3 Камненабросные плотины в зоне оснований каньонов
6.3.1. Плотина в пологом каньоне
6.3.2. Плотина в межгорной впадине
6.3.3. Плотина в узком каньоне
6.3.4. Влияние анизотропии свойств пород и плотины на распределение напряжений в зоне основания каньона
6.4. Выводы
7. МОДЕЛИРОВАНИЕ НАПРЯЖЖ0ДЖРМИР0ВАШ0Г0 СОСТОЯНИЯ МАССИВОВ ПОРОД ВОКРУГ ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ, НАХОДЯЩИХСЯ В ГОРНЫХ РАЙОНАХ
7.1. Постановка задачи
7.2. Выработка в изотропном массиве пород с гористым рельефом
7.3. Влияние неровностей рельефа и контура выработок на распределение напряжений вокруг выработок
7.4. Горные выработки в анизотропном массиве в зоне влияния каньона
7.5. О сейсмонапряженном состоянии горных выработок, расположенных в горной местности
7.6. О влиянии отдельных факторов на распределениенапряжений вокруг выработок
7.7. Выводы
3. ПРИЛОЖЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ р
8.1. Методика моделирования гемеханических объектов
8.2. Результаты моделирования геомеханических

8 2 4 7
4
объектов
8.2.1. Начальное напряженное состояние массивов пород в районе строительства
Камбаратинской ГЭС
8.2.2. Прогноз начального напряженного состояния массивов пород в районе
бассейна р.СарыДжаз
8.2.3. Прогноз изменения начального напряженного состояния массивов каньона р.Вахт от воздействия плотины Рогунской ГЭС
8.2.4. Расчет напряженного состояния массивов пород вокруг горных выработок
Ингичюшского месторождения
8.2.5. Расчет напряженного состояния массивов пород вокруг горных выработок
месторождения Трудовое
8.3 Приложения результатов работык оценке
. устойчивости бортов карьера
.
8.4. Использование результатов работы для оценки
напряженнодеформированного состояния массивов
пород .с горным рельефом в условияхпроявления ползучести пород
8.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕН
ЛИТЕРАТУРА


Следовательно в каждом конкретном случае, исходя из особенностей формы, строения рельефа массивов пород гор и межгорных впадин, можно предположить наиболее вероятное направление действия тектонических сил. Однако о величине вызываемых ими напряжений в массивах пород утверждать чтолибо крайне затруднительно без выполнения дополнительных исследований. Новые взгляды. Дез в Иране С8, которые измерены в натурных условиях и приведены в качестве примера на рис. Из рис. В последкие годы, в результате выполненных в натурных условиях многочисленных измерений напряжений в земной коре и их обобщений, которые отражены в работах И. Т.Айтматова 7,, С. А.Батугина , Н. П.Влоха , Н. П.Егорова ,, Д. М.Казикаева , М. В.Курлени 4,6, Ш. А.Мамбетова , Г. В.Я. Степанова 3, Н. Г.Ялымова С, К. Считается,что напряжения состоят из ерш гравитационных и тектонических напряжений, а в некоторых случаях и. Рис. Дез в Иране . Т.д. В условиях влияния формы рельефа массивов пород на формирование и распределение полей напряжений, деформаций и смещений пород вблизи поверхности земной коры эффективными методами для оценки напряженнодеформированного состояния массивов пород в основном являются математические методы моделирования. В силу этого обстоятельства основные достигнутые результаты характеризующие влияние рельефа, совместный учет различных видов сил и разномасштабность моделируемых сооружений относятся к тем исследованиям, где были использованы математические методы моделирования. Во всех случаях проблема изучалась в двумерной постановке. Двулерная постановка проблем. Пусть ось I направлена вдоль простирания массива протяженной горы или межгорной впадины или речного каньона. Тогда все силовые факторы и формы рельефа не будут зависеть от переменной Ъ, следовательно деформация маесива в этом направлении г0. Все величины напряжений, деформаций и смещений являются функциями от двух переменных X и у. СП,ХТ СОБП,У0, х СО8ПДОСП,У0. Э д2 Э
1. Е модуль Юнга для массива горной породы Рхи Ругоризонтальные и вертикальные составляющие объемной силы оси ОХ и ОУ направлены соответственно горизонтально и вертикально п,х и п. Рх0, , где Ру направлено вертикально вниз противоположно оси ОУ 2 совместное действие гравитационной и сейсмической силы 5, 4, , т. РхКоР1пб, РуРя1Кссовб, где 0 угол между направлением сейсмической силк и оси ОУ 3 действие горизонтальной тектонической силы 9, 1, когда постоянные интегрирования уравнений равновесия 1. Рхр 0 принимаются равными 0ат , Осот0 свО. Чбния напряжений, возникающих при схемах нагружения 1, 2, 3 массивов пород индексом сверху например, о,2, и т. Эти компоненты напряжений о, а, т удовлетворяют однородному уравнению равновесия 1. Х1осозп,хт0 созп,уАрйусо8п,х, 1. Х2А,УСП,ХАУСП,У, У2А усозп,хА,усозп,у. Х3 созп,х, Уэ0, 1. Хп и У горизонтальные и вертикальные составляющие интенсивности внешних нагрузок в произвольной точке контура I полуОесконечной области Б, с помощью которой моделируется массивы с гористым рельефом в двумерном случае. Ь в той же точке, где приложены Хп и У . Основные реэулыпапы. Для определения полей напряжений о , о , к з 1. А.С. Космодамианский , С. Г.Лехницкий , Н. И.Мусхэлешвили 5, Г. Нейбер 2, Г. Н.Сазин 1, Я. С.Уфлянд 5 и др. М.А. Лавреньтев, Б. Б.Шабат 9 и др Начальный этап аналитического метода моделирования напряженного состояния массивов с гористым рельефом основан на решении задачи плоской теории упругости для полуплоскости у0 при действии нормальной решение Фламана и наклонной сосредоточенных сил решение Буссинеска на границе полуплоскости . Другая разновидность подобного способа моделирования основана на простоте интегрирования основных уравнений теории упругости для полуплоскости, когда на ее границе у0 приложены распределенные нагрузки, в этом случае поле напряжений о , о , в 1а определяется для полуплоскости от распределенной нагрузки, эпюры
и направления действия которой имитируют наличие горы и каньона. А.Я. Головин с помощью решения задачи Буссинеска исследовал состояние каньона, имеющего полукруглую и трапециевидную форму, в предположении, что В X 1. При этом условия 1.