Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Розвиток наукових основ деформування та руйнування гірських порід при об’ємному нерівнокомпонентному стисненні
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


Розвиток наукових основ деформування та руйнування гірських порід при об’ємному нерівнокомпонентному стисненні

Анотації 

Ревва В.М. Розвиток наукових основ деформування та руйнування гірських порід при об’ємному нерівнокомпонентному стисненні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.11 – “Фізичні процеси гірничого виробництва”. – Інститут фізики гірничих процесів НАН України, Донецьк, 2005.

   Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-прикладної проблеми, пов’язаної із розвитком наукових основ деформування та руйнування гірських порід при об’ємному стисненні з урахуванням нерівнокомпонентності напруженого стану та дефектності їх структури для удосконалення та розробки способів прогнозування та управління станом гірничого масиву.
   На основі експериментальних і теоретичних досліджень встановлені закономірності деформування та руйнування гірських порід при об’ємному нерівнокомпонентному стисненні залежно від видів напруженого та деформаційного стану, історії навантаження, водо- та газонасичення, фізико-хімічної дії, глибини залягання, температурних змін в масиві та інших впливаючих факторів. Запропонований новий підхід, який враховує тріщиностійкість порід, до оцінки стійкості покрівлі гірничих виробок. Розроблені та апробовані методики експериментального визначення тріщиностійкості гірських порід при об’ємному навантаженні та ступеня зміцнення малостійкої покрівлі гірничих виробок. Через врахування синфазності зміни тріщиностійкості та модуля пружності удосконалено спосіб прогнозу викидонебезпечності пісковиків за ефективною поверхневою енергією. Основні наукові результати роботи знайшли своє відображення при розробці методичних вказівок та нормативних документів, які пов’язані з управлінням станом гірничого масиву і впроваджені на ряді вугільних шахт.
   Ключові слова: деформування, руйнування, гірські породи, види напруженого та деформаційного стану, тріщиностійкість, водо- та газонасичення, температурні зміни.

Ревва В.Н. Развитие научных основ деформирования и разрушения горных пород при объемном неравнокомпонентном сжатии. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.11 – “Физические процессы горного производства”. – Институт физики горных процессов НАН Украины, Донецк, 2005.

   Диссертация посвящена решению важной научно-прикладной проблемы, связанной с развитием научных основ деформирования и разрушения горных пород при объемном сжатии с учетом неравнокомпонентности напряженного состояния и дефектности структуры для совершенствования и разработки способов прогноза и управления состоянием горного массива.
   Исследуя широкий спектр видов напряженного состояния и соответствующие им виды деформационного состояния, было установлено, что при деформировании и разрушении горных пород в условиях объемного неравнокомпонентного сжатия их деформационное состояние не соответствует напряженному и при минимальном напряжении отличном от нуля изменяется от обобщенного сжатия до обобщенного сдвига, что может привести к неверной интерпретации результатов замера напряжений в массиве методом разгрузки и реконструкции полей напряжений в нем. Оценено влияние истории нагружения (нагрузка, разгрузка) на величины разрушающих напряжений и характер разрушения образцов горных пород. Учет запредельного состояния позволил получить ряд коэффициентов хрупкости разрушения горных пород, имеющих физический смысл и представляющих собой отношение энергии разрушения к общей энергии деформирования. В качестве параметра неоднородности свойств горных пород предложена эффективная поверхностная энергия (ЭПЭ). Установлено существенное влияние структурных факторов и флюидов на ЭПЭ горных пород. Водо- и газонасыщение существенно уменьшают трещиностойкость горных пород, причем влажность влияет значительно сильнее, снижая сопротивляемость развитию в породе трещин почти на порядок (до 8 раз). В остальном влияние воды и газа на физико-механические свойства горных пород имеет противоположный характер. Водонасыщение уменьшает упругие свойства пород, увеличивает деформации и приводит к пластификации, локализует разрушение, которое происходит путем сдвига. Газонасыщение пород увеличивает их упругие характеристики, охрупчивает материал, интенсифицирует трещинообразование по всему объему, а разрушение носит динамический характер. Экспериментально исследовано изменение сорбционных свойств углей в условиях объемного неравнокомпонентного сжатия в зависимости от вида напряженного состояния и установлено, что наибольшее изменение в структуре углей вызывает обобщенный сдвиг. Исследовано поведение горных пород в условиях объемного нагружения при их физико-химическом упрочнении. Установлены закономерности деформирования и разрушения углей при объемном нагружении в зависимости от увеличения глубины их залегания, где отмечено монотонное возрастание их упругих свойств и предельной прочности и выявлено тенденцию к более вязкому разрушению угля. Оценено влияние температурных изменений на предельное состояние горных пород в окрестности горных выработок.
   Предложен и обоснован новый подход к оценке устойчивости кровли горных выработок, где впервые учитывается трещиностойкость горных пород. Исследовано деформирование и разрушение в условиях объемного нагружения углей и слабых аргиллитов на образцах с полостями применительно к горным выработкам и скважинам. Полученные данные об условиях устойчивости скважин и горных выработок могут быть использованы для выбора и оптимизации геометрической формы и параметров новых крепей.
   За счет учета синфазности изменения ЭПЭ и модуля упругости усовершенствован способ прогноза выбросоопасности песчаников по ЭПЭ. Применение этого способа на шахте им.А.Г.Стаханова ОП “Красноармейскуголь” показало его надежность и позволило за счет исключения ошибок второго рода получить экономический эффект, обусловленный снижением объема применения сотрясательного взрывания в невыбросоопасных зонах. Научные результаты диссертационной работы нашли свое отражение в методических указаниях и нормативных документах, связанных с управлением состоянием горного массива и внедренных в ряде угольных шахт.
   Ключевые слова: деформирование, разрушение, горные породы, виды напряженного и деформационного состояний, трещиностойкость, водо- и газонасыщенность, температурные изменения.

Revva V.N. Advanced fundamentals of rocks deformation and fracture under true triaxial compression. – Manuscript.

The thesis submitted for a doctor of technical science degree in the field 05.15.11. – Physical Processes in Mining. – Institute for Physics of Mining Processes, National Academy of Sciences of Ukraine, Donetsk, 2005.

   The work is devoted to solution of an important scientific and practical problem of advanced theoretical fundamentals of rocks deformation and fracture under bulk compression with a special attention to true triaxial stress state and structure faults, with the aim to develop methods of rock massif condition prediction and control.
   Rocks deformation and fracture features under true triaxial compression were defined based on experimental and theoretical investigations depending on stress or strain state modes, straining history, water and/or gas saturation extent, physical or chemical impacts, depth of occurrence, temperature variations, and other influencing factors in a rock mass.
   A novel approach is proposed for excavation roof stiffness estimations, taking into consideration fracture toughness of rocks.
   Experimental techniques were developed and approved for determination of rock fracture toughness at true triaxial compression and stiffness degree of a loose excavation roof. The prediction method of sandstone outburst hazard based on the effective surface energy has been advanced taking into consideration synchronism in variations of fracture toughness and elastic modulus.
   Key results of present work were used at the development of normative acts and guidelines on rock mass state control and has been implemented in underground coalmines.
   Key words: deformation, fracture, rocks, stress state mode, strain state mode, fracture toughness, water and gas saturation, temperature variations.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Розвиток наукових основ деформування та руйнування гірських порід при об’ємному нерівнокомпонентному стисненні

 
< Попередня   Наступна >

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

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!