Влияние влаги на физико-механические свойства песчаника (ОП «Шахта «Капитальная», Донбасс)

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Authors:

Я. А. Ляшок, доктор экономических наук, доцент, orcid.org/0000-0002-7643-8485, Донецкий национальный технический университет, г. Покровск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

А. И. Сергиенко, кандидат технических наук, доцент, orcid.org/0000-0002-3786-342X, Донецкий национальный технический университет, г. Покровск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. М. Куцерубов, кандидат технических наук, orcid.org/0000-0002-7979-8355, Донецкий национальный технический университет, г. Покровск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

О. П. Когтева, orcid.org/0000-0001-7282-8243, Донецкий национальный технический университет, г. Покровск, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Л. В. Сергиенко, кандидат технических наук, orcid.org/0000-0002-4679-3435, Институт физики горных процессов, г. Днепр, Украина, e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article



Abstract:

Цель. Оценить в лабораторных условиях влияние влаги на физико-механические свойства горной по­роды.

Методика. Лабораторные исследования коэффициента весовой влагоемкости горной породы, определение в лабораторных условиях деформационных характеристик и прочности, определение модуля деформации и коэффициента поперечной деформации, статистическая обработка полученных данных с использованием корреляционно-регрессионного анализа.

Результаты. По данным лабораторных испытаний построены графики зависимостей нормальных напряжений от деформаций для сухого и влажного образцов горной породы соответственно. Получена корреляция предела прочности на сжатие, модуля упругости и коэффициента поперечной деформации от влагоемкости горной породы. В ходе эксперимента, в среднем, установлены различия механических характеристик сухого и влажного состояния песчаника: предел прочности на сжатие уменьшается почти вдвое, модуль упругости уменьшается в 4 раза, коэффициент поперечной деформации увеличивается в 2,3 раза.

Научная новизна. На основе проведенных экспериментов в лабораторных условиях установлены эмпирические зависимости механических свойств от весовой влагоемкости образца. Для предела прочности и модуля упругости получена регрессивная степенная функция, а для коэффициента поперечной деформации − логарифмическая. Коэффициент поперечной деформации в момент разрушения некоторых влажных образцов превышал теоретически допустимое значение 0,5.

Практическая значимость. Учитывая важность изучения влияния влаги на физико-механические показатели и свойства горных пород, полученные результаты можно применять при математическом или численном моделировании напряженно-деформированного состояния горного массива. Используя способы и средства обезвоживания или гидронасыщения как угольных пластов, так и прилегающих пород, возможно управление их напряженно-деформированным состоянием вокруг выработок

References.

1. Mikhailov, N., & Popov, S. (2015). Experimental and theoretical study of influence of mechanochemical effects on porosity, permeability, elastic and strength properties of reservoir rocks. Georesources. Geoenergetics. Geopolitics, 1-26.

2. Yalanskyi, A. A., Sapunova, I. O., Slashchov, A. I., & Novikov, L. A. (2014). Substantiation of initial parameters for modeling geomechanical processes in problems on estimation of safety of maintenance of mine workings. Heotekhnichna mekhanika, 119, 282-295.

3. Loktev, A. V., Nesterenko, M. Y., Vladyka, V. M., Paiuk, S. O., Balatskyi, R. S., & Zderka, T. V. (2014). Methodical questions for determining the character of fluid saturation of reservoir rocks in thin-layer sandy-clay section. Naukovyi Visnyk IFNTUNH2(37), 7-15.

4. Hashiba, K., Fukui, K., & Kataoka, M. (2019). Effects of water saturation on the strength and loading-rate dependence of andesite. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 117, 142-149. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2019.03.023.

5. Liu, X., Wu, L., Zhang, Y., Liang, Z., Yao, X., & Liang, P. (2019). Frequency properties of acoustic emissions from the dry and saturated. Environmental Earth Sciences, 2-17.

6. Balázs Vásárhelyi, & Morteza Davarpanah (n.d.). Influence of Water Content on the Mechanical Parameters of the Intact Rock and Rock Mass. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 1-6. https://doi.org/10.3311/PPci.12173.

7. Jun Peng, Louis Ngai, Yuen Wong, Guang Liu, & Cee Ing Teh (2018). Influence of initial micro-crack damage on strength and micro-cracking behavior of an intrusive crystalline rock. Bulletin of Engineering Geology and the Environment. https://doi.org/10.1007/s10064-018-1317-3.

8. Sukniov, S. V. (2016). Determination of static modulus of elasticity and Poisson’s ratio of rocks with changes in humidity. Gornyi informatsyonno-analiticheskii biuleten7, 108-116.

9. Liu, X., Xu, G., Zhang, C., Kong, B., Qian, J., Zhu, D., & Wei, M. (2017). Time Effect of Water Injection on the Mechanical Properties of Coal and Its Application in Rockburst Prevention in Mining. Energies, 10, 1783. https://doi.org/10.3390/en10111783.

10. Liu, X., Wu, L., Zhang, Y., Liang, Z., Yao, X., & Liang, P. (2019). Frequency properties of acoustic emissions from the dry and saturated rock. Environmental Earth Sciences, 78, 67. https://doi.org/10.1007/s12665-019-8058-x.

 

Следующие статьи из текущего раздела:

Посетители

3153156
Сегодня
За месяц
Всего
226
7482
3153156

Гостевая книга

Если у вас есть вопросы, пожелания или предложения, вы можете написать их в нашей «Гостевой книге»

Регистрационные данные

ISSN (print) 2071-2227,
ISSN (online) 2223-2362.
Журнал зарегистрирован в Министерстве юстиции Украины.
 Регистрационный номер КВ № 17742-6592ПР от 27.04.2011.

Контакты

40005, г. Днепр, пр. Д. Яворницкого, 19, корп. 3, к. 24 а
Тел.: +38 (056) 746 32 79.
e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
Вы здесь: Главная Авторам и читателям рубрики журнала RusCat Архив журнала 2020 Содержание №2 2020 Влияние влаги на физико-механические свойства песчаника (ОП «Шахта «Капитальная», Донбасс)