Науковий вісник НГУ

Порівняльний аналіз двох критеріїв руйнування гірських порід і масивів

• 
• 

Рейтинг користувача:  / 0

ГіршийКращий 

Деталі

Категорія: Розробка родовищ ­корисних копалин

Останнє оновлення: 22 січня 2017

Опубліковано: 22 січня 2017

Перегляди: 3678

Authors:

О.М.Шашенко, д-р техн. наук, проф., Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: shashenkoa@ nmu.org.ua; kovrova@nmu.org.ua

О.С.Ковров, канд. техн. наук, доц., Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, м. Дніпро, Україна, e-mail: shashenkoa@ nmu.org.ua; kovrova@nmu.org.ua

Abstract:

Мета. Аналіз двох критеріїв руйнування гірських порід, що знаходяться в об’ємному напружено-деформованому стані.

Методика. Дослідження базуються на комплексному підході з використанням аналізу та узагальнення літературних джерел з тематики руйнування гірських порід з неоднорідною структурою, застосуванні аналітичних і емпіричних критеріїв руйнування для оцінки міцності гірських порід.

Результати. Виконано аналіз двох критеріїв руйнування на предмет їх відповідності результатам випробувань гірських порід в об’ємному напруженому стані. Встановлено, що аналітичні вирази обох критеріїв відображають процес руйнування гірських порід за допомогою введення коефіцієнтів, які враховують гірничо-геологічні умови та технологію розробки родовища: у критерії Хоєка-Брауна – m_b, s, а, D, GSI; у критерії О.М.Шашенка – ψ, η₀, l_t. Результатам лабораторних випробувань у повній мірі відповідають обидва критерії за умови, що коефіцієнт mi, який враховує структуру та генезис порід в аналітичному виразі Хоєка-Брауна, не повинен перевищувати 4 (m_i ≤ 4).

Наукова новизна. Аналітичне порівняння двох критеріїв показало, що, з урахуванням розкиду експериментальних точок, отриманих у результаті лабораторних випробувань гірських порід в об’ємному напруженому стані при 0 ≤ m_i ≤ 4.0, вони досить добре відображають факт руйнування структурно неоднорідних гірських порід. Однак, критерій Хоєка-Брауна не в повній мірі враховує компоненти кульового тензора напружень (I = σ₁ + σ₃) і при m_i > 4 його застосування вимагає додаткового обґрунтування.

Практична значимість. Порівняння аналітичних критеріїв з результатами лабораторного тестування зразків гірських порід в об’ємному напруженому стані дозволяє з точністю 90 % прогнозувати руйнування гірських порід у масиві.

References/Список літератури

1. Jaiswal, A. and Shrivastva, B.K., 2012. A generalized three-dimensional failure criterion for rock masses. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. [online] Available at: <http://dx.doi.org/10.3724/SP.J.1235.2012.00333>.

2. Gao, Z., Zhao, J. and Yao, Y., 2010. A generalized anisotropic failure criterion for geomaterials. International Journal of Solids and Structures. [online] Available at: <http://dx.doi.org/10.1016/j.ijsolstr. 2010.07.016>

3. Rahimi, R. and Nygaard, R., 2015. Comparison of rock failure criteria in predicting borehole shear failure. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, [online] Available at: <http://dx.doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.08.006.>

4. Elyasi, A. and Goshtasbi, K., 2015. Using different rock failure criteria in wellbore stability analysis. Geomechanics for Energy and the Environment. [online] Available at: <http://dx.doi.org/10.1016/j.gete.2015.04.001>.

5. Ismael, M. A., Imam, H. F. and El-Shayeb, Y., 2014. A simplified approach to directly consider intact rock anisotropy in Hoek–Brown failure criterion. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. [online] Available at: <http://dx.doi.org/10.1016/j.jrmge.2014.06.003>.

6. Vladyko, O.B., Kononenko, M.M. and Khomenko, O.Ye., 2012. Imitating modeling stability of mine workings. In: Geomechanical Processes during Underground Mining: School of Underground Mining. Dnipropetrovsk / Yalta, 24–28 September 2012. CRC Press Balkema.

7. Shashenko, O.M. and Kovrov, O.S., 2016. Failure criteria for structurally heterogeneous materials . Mining of Mineral Deposits, Vol. 10, No. 3, pp. 55–63.

Шашенко А.Н. Критерий разрушения структурно неоднородных материалов / А.Н.Шашенко, А.С.Ковров // Разработка месторождений по лезных ископаемых. – 2016. – Т. 10. – № 3. – С. 55–63.

8. Sobolev, V.V. and Starikov, A.P., 2012. Fizika gornykh porod [Physics of mine rocks]. Donetsk: Donbass.

Соболев В.В. Физика горных пород / Соболев В.В., Стариков А.П. – Донецк: Донбасс, 2012. – 465 с.

9. Sdvizhkova, Ye.A., Babets, D.V. and Smirnov, A.V., 2014. Support loading of assembly chamber in terms of western Donbas plough longwall. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, No. 5, pp. 26–32.

Сдвижкова Е.А. Анализ закономерностей формирования нагрузки на крепь при проектировании монтажных камер струговых лав в условиях шахт Западного Донбасса / Е.А.Сдвижкова, Д.В.Бабец, А.В.Смирнов // Науковий вісник Національного гірничого університету. – 2014. – № 5. – С. 26–32.

06_2016_Shashenko
2017-01-19  179.96 KB  951

• < Попередня
• Наступна >