Влияние поверхностей ослабления на зоны нарушения сплошности в окрестностях комплексов горных выработок

• Автор: Черданцев, Николай Васильевич
• Шифр специальности: 25.00.20
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 103 с. : 154 ил.

Актуальность темы. Взаимодействие крепи подготовительной или капитальной выработок с массивом горных пород определяется размерами области нсупругих деформаций или зоны разрушения, образующейся вокруг не. Определение размеров этой зоны позволяет прогнозировать воздействие массива на крепи жсткого подпорного и податливого типов. Размеры и конфигурация зон разрушения необходимы также для расчта параметров анкерной крепи. Характерным свойством массива осадочных горных пород является наличие упорядоченных поверхностей ослабления, по которым характеристики прочности существенно ниже, чем но основной породе. Расчт областей разрушения в окрестностях горных выработок сводится к определению зон нарушения сплошности, в которых произошло разрушение массива по поверхностям ослабления. Зоны нарушения сплошности в массиве с регулярными поверхностями ослабления строятся при наличии непрерывного распределения напряжений в окрестности горной выработки на основе критерия прочности Мора Кузнецова. В настоящее время такие зоны рассчитываются только для одиночных протяжнных выработок типовых очертаний, однако, полностью отсутствуют решения задач о зонах нарушения сплошности в окрестностях комплексов выработок, как объмных вырезов в массиве, имеющем поверхности ослабления.


Находится зона, где выполняется некое условие предельного равновесия, которая на ее границе согласовывается с остальной частью тела, находящейся в упругом состоянии. Характерно, что в зоне предельного равновесия напряженное состояние является статически определимым и находится только из уравнений равновесия. В работе В. В. Соколовского развиты методы предельного равновесия для рассматриваемой среды с поверхностями ослабления. Показано, что для среды с горизонтальными поверхностями ослабления система характеристик будет представлена двумя семействами прямых у у вдоль которых а г п2оу 0 у хп . Соколовскому предельного равновесия также как и зона нарушения сплошности находится между полярными углами р и п2. Расчеты размеров зоны специального предельного равновесия произведен в методом П. И. Перлина . Сравнение приведено в таблице 1. Рисунок 1. Характеристики зоны специального предельного равновесия по В. В. Соколовскому
Таблица 1. Из этих данных следует, что конфигурация зон в обоих случаях совпадает, а размеры зоны предельного равновесия меньше размеров зоны нарушения сплошности примерно на 2. Континиум заменяется дискретной средой, состоящей из точек двух типов массовых и силовых рисунок 1. В массовых точках сосредоточена масса, а в силовых сосредоточены все усилия, которые через стержни передаются на массовые точки. Каждая поверхность ослабления образована рядом разделенных массовых точек рисунок 1. Поверхности ослабления обладают определенной прочностью на сдвиг и на отрыв, меньшей, чем у пород слоя последняя считается бесконечно большой. Выполняются условия разрушения отрывом 1.