ПОДЗЕМНЫЕ РАБОТЫ
УДК 622.831.232 © Д.В. Ботвенко, В.Г. Казанцев, Ли Хи Ун, 2019
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333
(Online) • Уголь №
2-2019 /1115/
Название
Управление состоянием массива у круговых
выработок с учетом нелинейно-упругого поведения горных пород
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2019-2-31-36
Авторы
Ботвенко Д.В., канд. техн. наук, заведующий лабораторией АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кемерово, Россия, тел.: +7 (3842) 64-30-99, e-mail: main@nc-vostnii.ru
Казанцев В.Г., доктор техн. наук, профессор ФГБОУ ВО «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова», 656038, г. Барнаул, Россия, тел.: +7 (3854) 43-22-85, e-mail: wts-01@mail.ru
Ли Хи Ун, доктор техн. наук, профессор, ученый секретарь АО «НЦ ВостНИИ», 650002, г. Кемерово, Россия, тел.: +7 (950) 579-59-96, e-mail: leeanatoly@mail.ru
Аннотация
Получено аналитическое решение задачи о нелинейно упругом поведении горных пород у горизонтальной круговой выработки, находящейся под действием гидростатического давления и распора крепи. Для описания физически нелинейного поведения горных пород использована деформационная теория малых упруго пластических деформаций. Физико-механическая модель массива представляется произвольного вида диаграммами деформирования – от диаграммы Прандтля, диаграмм с упрочнением до диаграмм линейной упругости. Полученные общего вида закономерности распределения напряжений могут быть использованы для управления состоянием массива горных пород у круговой выработки, проведенной на различных глубинах. В качестве приложения рассмотрены решения частных задач о влиянии распора крепи на напряженное состояние массива горных пород у выработки для случая физически нелинейно упругого поведения материала с линейно-степенной диаграммой деформирования.
Иллюстрации:
Рис. 1. Расчетная схема (а) и варианты диаграмм деформирования (б) к
задаче о равновесии породного массива в окрестности одиночной горизонтальной
выработки
Рис. 2. Напряженное состояние массива пород у круговой выработки
Ключевые слова
Круговая выработка, напряжения, диаграмма деформирования, физическая нелинейность, распор крепи, гидростатическое давление.
Список литературы
1. Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г. Пластичность горных пород. М.: Недра, 1979. 301 с.
2. Ставрогин А.Н., Протосеня
А.Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1985. 271 с.
3. Tshibangu J.-P.,
Descamps F. The GPMs (UMons-Belgium) device for investigating the mechanical
behavior pf materials subjected to true triaxial compression. Geomechanics
Research Series. Vol. 4. True triaxial testing of rocks. Editors: CRC Press /
Balkema, Taylor&Francis Group. 2012. Р. 51-60.
4. Mogi K. Haw I developed a true triaxial rock testing mashine. Geomechanics Research Series Vol. 4. True triaxial testing of rocks. Editors: CRC Press / Balkema, Taylor&Francis Group. 2012. Р. 139-157.
5. Смирнов-Аляев Г.А. Сопротивление материалов пластическому деформированию. Л.: Машиностроение, 1978. 368 с.
6. Новожилов В.В. Основы нелинейной теории упругости. М.: Гостехиздат, 1948. 287 с.
7. Ильюшин А.А. Пластичность. М.: Издательство АН СССР, 1963. 271 с.
8. Малинин Н.Н. Прикладная теория пластичности и ползучести. М.: Машиностроение, 1968. 399 с.
9. Протосеня А.Г. Моделирование геомеханических процессов в рудном массиве с использованием модели физически нелинейного тела // Записки Горного института. 2015. Т. 214. С. 13-22.
10. Шашенко А.Н., Тулуб С.Б., Сдвижкова Е.А. Некоторые задачи статистической геомеханики. Киев: Пульсари, 2001. 243 с.
11. Жуков А.М. Сложное нагружение и теория пластичности изотропных материалов // Известия АН СССР. Отдел технических наук. № 12. 1954.
12. Дэвис Е. Текучесть и разрушение стали со средним содержанием углерода при сложном напряженном состоянии. Статья в сборнике Теория пластичности. М.: ИЛ, 1948. С. 231-256.
13. Абрамов В.В. Остаточные напряжения в металлах. Расчеты методом расчленения тела. М.: Машгиз, 1963. 355 с.
