Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Моделювання розповсюдження пружних хвиль у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Моделювання розповсюдження пружних хвиль у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху

Анотації 

Мітюк Л.О. Моделювання розповсюдження пружних хвиль у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.11 - фізичні процеси гірничого виробництва. - Національний науково-дослідний інститут охорони праці Міністерства праці та соціальної політики України, м. Київ, 1999.

   Вибрані та обгрунтовані математичні моделі, що базуються на рівняннях теорій пружності та рідких середовищ відповідно для порід зі значним опором зсувним напруженням і за відсутності його.
   З використанням стереомеханічної теорії удару отримані формули для розрахунку параметрів відбитих і заломлених хвиль від плоскої межі відокремлення порід і грунтів. Виконана кількісна оцінка ефекту екранування хвиль пружними шарами з різними механічними властивостями. Розглянуто дію плоскої ударної хвилі на нескінченно довге жорстке включення прямокутного перерізу. Розв’язана задача про трансформацію хвиль з криволінійними фронтами при товщині шарів, близької до радіусів кривизни хвиль.
   Розроблена та апробована методика комп’ютерного моделювання хвильових процесів у широкому діапазоні зміни геометричних, фізико-механічних параметрів шарів порід і зарядів.
   Експериментально досліджено проходження ударних хвиль через гранітні зразки різної товщини, між якими в щілинах була вода, пузирчата поліетиленова плівка, повітря. Отримана кореляційна залежність коефіціента гашення від товщини гранітних зразків. Створено пристрій для ведення підривних робіт під водою, на який отримано патент.
   Ефективність теоретичних результатів доведена позитивним їх збігом з результатами експериментів автора та інших дослідників, що дозволяє рекомендувати розроблену методику моделювання розповсюдження пружних хвиль під час ведення підривних робіт у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху.
   Ключові слова: моделювання; хвилі вибухові; масиви шаруваті, пружні; екранування; ефект сейсмічний.

Митюк Л.А. Моделирование распространения упругих волн в слоистых горных породах для оценки сейсмического действия взрыва.- Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.15.11 - физические процессы горного производства.- Национальный научно-исследовательский институт охраны труда Министерства труда и социальной политики Украины, г. Киев, 1999.

   Для теоретического моделирования динамики слоистых горных пород выбраны и обоснованы математические модели, базирующиеся на уравнениях теорий упругости и жидких сред соответственно для пород со значительным сопротивлением сдвигающим напряжениям и при отсутствии его. На основе стереомеханической теории удара предложены упрощённые модели взаимодействия плоских ударных волн с плоскими границами раздела грунтов, горных пород, воды, позволяющие описывать локальную эволюцию волн на их фронтах.
   С помощью предложенного упрощённого подхода получены формулы для вычисления интенсивности отражённых и преломлённых ударных волн после их взаимодействия с границей раздела наиболее распространённых грунтов и горных пород. Количественно оценён эффект экранирования ударных волн упругими слоями с отличающимися механическими свойствами. Построены соответствующие таблицы для коэффициентов интенсивности. Рассмотрено динамическое воздействие плоской ударной волны на бесконечно длинное жесткое включение прямоугольного сечения. Расчетные зависимости позволяют находить перемещения, скорости и напряжения в среде и на границе с включением.
   Представляя уравнение движения упругой среды в векторной форме, а волновые потенциалы в виде лучевых рядов, умноженных на функцию Хевисайда, решена задача о трансформации волн с криволинейными фронтами, возникающих при толщине слоёв, близких к радиусам кривизны волн.
   Проведенные исследования позволили создать научно-обоснованную методику прогнозирования параметров упругих волн при ведении взрывных работ в слоистых горных породах. Разработанные алгоритмы и программы позволяют проводить моделирование на ЭВМ исследуемых волновых процессов в широком диапазоне изменений геометрических, физико-механических параметров слоёв пород и зарядов.
   Работоспособность и эффективность разработанной методики доказана при исследовании взаимодействия сферической взрывной волны с плоскостью раздела доломит-песчаник и с дневной поверхностью. Определены наиболее опасные места расположения объектов на дневной поверхности в зависимости от типа поляризации волн и перемещений, к которым объект наиболее восприимчив. Выполнено также компьютерное моделирование взаимодействия волны с границей раздела слоя глины, лежащего на полупространстве из гранита. Изучен эффект эволюции напряжений в зоне так называемых точек полного внутреннего отражения на поверхности раздела упругих сред, возникающей при движении волны из среды с меньшей (вода) в среду с большей (оргстекло) акустической жесткостью. Установлено, что при сближении корневых точек фронтов волн и точек полного внутреннего отражения напряжения на фронте преломленной продольной волны возрастают.
   Экспериментальные исследования распространения упругих волн в слоистых средах проводились с использованием современной аппаратуры для регистрации быстропротекающих процессов. Эксперименты проводились на специальном гидроэлектроразрядном стенде. Источником взрывных нагрузок служил пробой медной проволоки между двумя электродами высоковольтного кабеля. Параметры падающей, отражённой и преломлённой волн фиксировались датчиками давления с использованием осциллографов С9-8, С9-16. Моделями служили гранитные плиты различной толщины, щели между которыми заполнялись водой, пузырчатой полиэтиленовой плёнкой и воздухом.
   Получена корреляционная зависимость коэффициента гашения (отношение максимальных давлений от взрыва в чистой воде к давлению прошедшей через гранитный экран волны в точку установки датчика) от толщины гранитных образцов при удовлетворительном совпадении экспериментальных и теоретических данных (различие не больше 18%). Выполнена проверка теоретически исследованного так называемого эффекта полного внутреннего отражения.
   На основе анализа результатов экспериментов по изучению прохождения волн через многослойные среды с участием автора создано устройство для ведения взрывных работ под водой, на которое получен патент.
   Разработанная автором методика моделирования распространения упругих волн в слоистых средах позволяет исследовать изменения во времени и пространстве полного вектора скорости сейсмических колебаний и каждой его компоненты в отдельности, что резко сокращает объём дорогостоящих сейсмических измерений. Эффективность теоретических результатов работы доказана также удовлетворительным совпадением их с данными ряда авторов, проводивших эксперименты в промышленных условиях гранитных карьеров и при демонтаже шахтных стволов пусковых установок, что позволяет рекомендовать данную методику для оценки сейсмического действия взрыва.
   Ключевые слова: моделирование; волны взрывные; массивы слоистые, упругие; экранирование; эффект сейсмический.

Mityuk L. Modelling of distribution of springy waves in the laminated rocks for the evaluation of seismic action of blasting.- Manuscript.

Thesis for a candidate’s degree in technical sciences speciality 05.15.11. - physical processes in mining- The National Research Institute on Occupational Safety of Ministry of the labour and social politics of Ukraine, Kiev , 1999.

   The mathematical models were selected and well-grounded. They base on the equations of the theory of an elasticity and liquid mediums concerning the rocks with considerable resistance for shifting stresses or without it.
   With the help of stereomechanical theory of impact the formulas were obtained for account of parameters of waves that reflected and refracted from the flat boundaries of separated rocks and soils. The quantitative evaluation of the effect of reflection of waves which take place for springy stratums has carried out. The action of the flat impact wave on the infinitely long hard inclusion with slit of rectangular shape and different mechanical properties was examined. The problem concerning transformation of curvilinear fronts of the waves with thickness of stratums approximated to radius of the wave curvature was undid.
   The procedure of computer modelling of wave processes in wide range of variation of geometric and physical- mechanical parameters of sphere-shaped stratums of rocks and soils was designed and approbated.
   The passing of impact wave through the granite samples with different thickness and slits which were contained with water, bubble polietilen film or air, was explored theoretically.
   The correlation dependence for factor of suppression and thickness of granite sample was obtained. The device for blasting under water was created and patented.
   Effectiveness of theoretical results were proved by coincidence of results of author's experiments and experiments of other scientists. This allows to recommend such procedure of modelling of spreading springy waves during blast works in laminated rocks for evaluation of seismic effect of blasting.
   Key words: modelling, explosive waves, laminated springy massifs, reflection, seismic effect.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Моделювання розповсюдження пружних хвиль у шаруватих гірських породах для оцінки сейсмічної дії вибуху

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!