www.geomehanika.org



Проблемы геомеханики. § 2.
Глубина начала предельного состояния горных пород в массиве

Главная О сайте В гости к Инсену Турмалин Обратная связь Карта сайта

Глубина начала предельного состояния
горных пород в массиве

Напряженное состояние массива горных пород на глубине Н от поверхности в поле силы тяжести обуславливается собственным весом γH. На глубине Н = Нi, при которой может возникнуть предельное напряжение, в массиве создается условие формирования потенциальной поверхности сдвига, которая проявляется при образовании граничных условий. Вопрос о высоте Нi = Н рассматривается исследователями, из которых следует, что у специалистов нет единого мнения по определению высоты Нi.

Так, например: для случая, когда трещина отрыва образована, К.Терцаги предложил формулу

Нi = hв = 2,67С/gγ.

для случая, когда трещина еще не образовалась, Г.Л. Фисенко предложил формулу, которая при ρ = 0 имеет вид

hв= h90(I+(σр/с)1/2),

где σ р- временное сопротивление растяжению.

В.В. Соколовский подчеркивал, что критическая высота откоса

Н90 = 2С cos ρ /γ(I- sin ρ)

После преобразования последней зависимости получается, что

Н90 = σ сж

Вертикальный откос, образованный в идеально связной среде, имеет высоту

Н90 = 2С / gγ

В связи с этим более подробный анализ и обоснование глубины распространения поверхности сдвига под углом

θ = 45° + 0,5ρ,

где ρ – угол внутренного трения породы,

заслуживает внимания, ибо от этого зависит место положения нижней части линии скольжения. В зависимости от положения линии скольжения находится условие управления состоянием массива горных пород при подземной и открытой разработке месторождений. Поэтому от достоверности положения поверхности скольжения зависит надежность принятых мер по управлению состоянием массива, в том числе и определение конструктивных параметров горных выработок.

Известно, что величины Н90 и θ взаимосвязаны зависимостью определяемой из паспорта прочности в области одноосного сжатия,

Н90 = (2С/ γ )сtg(45° – 0.5 ρ )

где γ Н90 – диаметр круга одноосного сжатия;

45° – 0.5 ρ = 90° – θ

Тогда угол θ является углом наклона линии соединяющей точку начала координат О с точкой касания огибающей круга одноосного сжатия К к оси σ90. Одновременно ОК есть результирующая силового треугольника ОТК, ОТ = σ90 – нормальное напряжение на поверхности сдвига, угол наклона которой к горизонту θ ТК = τ90 – тангенциальное напряжение на той же поверхности.

Или, что тоже самое, можно записать в виде

Н90= ТК/γ sinθ sin(45°- 0.5 ρ)

Или учитывая, что sin(45°- 0.5 ρ) = cos θ и ТК=τn определим

Н90= τn/ γ H sinθcosθ

Теперь находим, что

Н90= 2С/γ tgθ

Таким образом, заключаем, что Н90 действительно есть та высота столбика горной породы, на основании которого создается критическое напряженное состояния для разрушения сдвигом по поверхностям с углами наклона к горизонту равными θ.

Следовательно под столбиком горных пород Н90 так же как при одноосном сжатии, в массиве впервые создается условие для разрушения по поверхностям сдвигов, угол между которыми ω = 90° + ρ = 2θ, если положение линии действия разрушающей нагрузки остается неизменным (например, положение оси пресса).

Тогда, при рассмотрении длины первой наклонной поверхности сдвига под столбиком Н90 необходимо пользоваться последной зависимостью.

Анализ физико-механических свойств и их влияния на характер разрушения горных пород показал, что предельное равновесное состояние в образце может формироваться с участием сжимающих напряжений (при σn >0) и силы сцепления или без влияния σn, когда σn=0 происходит чистый сдвиг и сила сопротивления принимается за величину силы сцепления породы. Следовательно, предельное равновесное состояние в горных породах создается и при меньших чем γ Н90 значениях веса столбов горных пород.

Проблема:где физико–механически обоснованный метод, объясняющий физику формирования поверхностей сдвига в массиве горных пород?



HTML C уважением, для читателей сайта   WWW.GEOMEHANIKA.ORG



подняться на верх






««Арал» сегодня. «Арал-Каспий» завтра?»

«В защиту Китая , России и США»

«Катастрофа
Караганды»

60-69
70-79
80-89
90-99
2000

Проблемы
геомеханики. § 1.
Проблемы
геомеханики. § 3.
Проблемы
геомеханики. § 4.