Исследование особенностей деформации неидеально-упругих горных пород

Рейтинг:   / 0
ПлохоОтлично 

Aвторы:

В.А. Мащенко, кандидат фізико-математичних наук, доцент, Рівненський державний гуманітарний університет, доцент кафедри фізики, м.Рівне, Україна

І.О. Садовенко, доктор технічних наук, професор, Державний вищий навчальний заклад „Національний гірничий університет“, завідувач кафедри гідрогеології та інженерної геології, м.Дніпропетровськ, Україна

Реферат:

ЦельНа основании модельного подхода и интерпретации экспериментальных данных скоростей распространения продольных и поперечных акустических волн проанализировать влияния структурно-морфологических и  упругих характеристик дефектов на особенности деформации ряда песчаников.

Методика. Включала проведение серии экспериментальных исследований плотности, пористости и определения скоростей распространения продольных и поперечных акустических волн в образцах песчаников с различной структурной организацией.

Результаты. По скоростям распространения продольных и поперечных волн для песчаников с различными значениями эффективного коэффициента Пуассона определены упругие параметры дефектности структуры. Проведен сравнительный анализ отношения нормальной и тангенциальной составляющих деформации с эффективным коэффициентом Пуассона песчаников. На основании вариации скоростей распространения акустических волн под действием внешнего давления произведен расчет коэффициента Пуассона среды-матрицы.

Научная новизна. Рассмотрено деформационное поведение песчаников на основании модели микронеоднородной среды в виде упругой матрицы и планарных дефектов включений. Теоретические оценки параметров дефектов, на основании упругих постоянных линейной теории упругости, указывают на адекватность использования модели для описания деформированного состояния неидеально-упругих горных пород. Обоснована возможность существования отрицательного коэффициента Пуассона у песчаников с высокой нормальной сжимаемостью и вкладом контактных взаимодействий.

Практическая значимость. Разработана методика исследования особенностей деформированного состояния неидеально-упругих горных пород методами неразрушающего контроля. Получены соотношения для оценки нормальной и тангенциальной податливости на основании эффективных модулей упругости микронеоднородной среды,  модулей упругости и коэффициента Пуассона среды-матрицы.Показано, что между концентрациями дефектов, их податливостями и эффективным коэффициентом Пуассона, определяющим деформационно-упругие характеристики среды, существует обратная зависимость.

Список литературы / References:

1. Гольдин С.В. Распространение акустических волн в грунтах в условиях изменяющегося сдвигового напряжения (вплоть до разрушения образцов)/ С.В. Гольдин, Ю.И. Колесников, С.В. Полозов // Физическая мезомеханика. – 1999. – Т. 2. – № 6.– С. 105–113.

Goldin, S.V., Kolesnikov, Yu.I. and Polozov, S.V. (1999), “Acoustic wave propagation in soils at varying shear stress (up to failure of specimens)”, Physical Mesomechanics Journal, Vol. 2, no. 6, pp. 105–113.

2. Извеков О.Я. Модель пористой среды с упругим трещиноватым скелетом / О.Я Извеков, В.И. Кондауров // Физика земли. – 2009. – Т. 45.– № 4. – С. 31–42.

Izvekov,O.Ya. and Kondaurov, V.I. (2009), “Model of a porous medium with an elastic fractured skeleton”, Izvestiya, Fizika Zemli, Vol. 45, no. 4, pp. 31–42.

3. Капустянский С.М. Негололомная модель деформирования высокопористого песчаника при его внутреннем дроблении / С.М. Капустянский, В.Н. Николаевский, А.Г. Жиленков // Физика земли.– 2010. –Т. 46. – № 12. – С. 82–92.

Kapustyanskii, S.M., Nikolaevskii, V.N. and Zhilenkov, A.G. (2010), “Nonholonomic model of deformation of highly porous sandstone under its internal crushing”, Izvestiya, Fizika Zemli, Vol. 46, no. 12, pp. 1095–1104.

4. Никитин А.Н. Особенности распространения продольных и поперечных упругих волн в текстурированных горных породах / А.Н. Никитин, Т.И. Иванкина, В.К. Игнатович // Физика земли.– 2009. – Т. 45. – № 5. – С. 57–69.

Nikitin, A.N., Ivankina, T.I. and Ignatovich, V.K. (2009), “The Wave Field Patterns of the Propagation of Longitudinal and Transverse Elastic Waves in Grain-Oriented Rocks”, Izvestiya, Fizika Zemli, Vol. 45, no. 5, pp. 424–436.

5. Вахненко В.О. Моделювання гістерезисного поводження пісковику в умовах повільного циклічного навантаження / В.О. Вахненко // Геофизичний журнал – 2011. –Т. 33. – № 4.– С. 153–158.

Vakhnenko, V.O. (2011), “Simulation of hysteresis sandstone behavior in case of slow cyclic loading”, Geofizicheskiy Zhurnal, Vol. 33, no.4, pp. 153–158.

6. Zaitsev, V. And Sas, P. (2000), “Elastic moduli and dissipative properties of microinhomogeneous solids with isotropically oriented defects”, Acustica-Acta Acustica,Vol. 86, no. 2, pp. 216–228.

7. Експериментальна установка для вимірювання пружних параметрів гірських порід / В.А. Мащенко, О.О. Панчук, І.О. Садовенко, М.А. Бордюк // Вісник інженерної академії України. – 2012. – Вип. 3–4. – С. 60–64.

Mashchenko, V.A., Panchuk, O.O., Sadovenko, I.O. and Borduk, M.A. (2012), “Experimental device for measuring the elastic parameters of rocks”, Bulletin of Engineering Academy of Ukraine, Iss. 3–4,pp. 60–64.

8. Mavko, G. (1994),“The relation between seismic P- and S- velocity dispersion in saturated rocks”,Geophysics, Vol. 59, no.1, pp.87–92.

9. Назаров В.Е. О коэффициенте Пуассона трещиноватых сред / В.Е. Назаров, А.М. Сутин // Акустический журнал. – 1995. – Т.41. – № 6.– С. 932–934.

Nazapov, V.E. and Sutin, A.M. (1995), “Poisson’s ratio of cracked media”,AkusticheskiyZhurnal, Vol. 41, no. 6,pp. 932–934.

10. Материалы с отрицательным коэффициентом Пуассона (обзор) /Д.А. Конёк, К.В. Войцеховски, Ю.М. Плескачевский, С.В. Шилько // Механика композитных материалов и конструкций. – 2004. –Т. 10. – № 1.– С. 35–69.

Koniok,D.A., Voitsekhovsky, K.V., Pleskachevsky, Yu.M. and Shilko, S.V. (2004),“Materials with negative Poisson’s ratio. (The review)”, Mekhanika kompozitnykh materialov i konstruktsyy, Vol. 10, no. 1, pp. 35–69.

11. Анализ структуры угольного пласта методом акустической геолокации / А.Н. Шашенко,В.Н.Журавлев,Е.В. Масленников М.С. Дубицкая / Науковий вісник НГУ. – 2013. – № 3. – С. 65–71.

Shashenko, A.N., Zhuravlev, V.N., Maslennikov, Ye.V., Dubitskaya, M.S.(2013), “Analysis of coal bend structure by the method of acoustic geolocation”, Naukovyi Visnyk Natsionalnogo Hirnychoho Universytetu, no. 3, pp. 65–71.

Files:
2014_6_mashchenko
Date 2015-01-13 Filesize 141.6 KB Download 437

Посетители

3368692
Сегодня
За месяц
Всего
13
5344
3368692

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 Архив журнала по выпускам 2014 Содержание №6 2014 Геотехническая и горная механика, машиностроение Исследование особенностей деформации неидеально-упругих горных пород