Васильев Л.М., Васильев Д.Л., Назаров А.Е., Малич Н.Г. Аналитический метод расчета предела прочности на сжатие цилиндрических образцов горных пород при их усеченно – пирамидальной форме разрушения

Деталі
Батьківська категорія: Геотехнічна механіка, 2019
Категорія: Геотехнічна механіка, 2019, № 149

Geoteh. meh., 2019, 149, 142-149

https://doi.org/10.15407/geotm2019.149.142

 

АНАЛИТИЧЕСКИЙ МЕТОД РАСЧЕТА ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ НА СЖАТИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ОБРАЗЦОВ ГОРНЫХ ПОРОД ПРИ ИХ УСЕЧЕННО-ПИРАМИДАЛЬНОЙ ФОРМЕ РАЗРУШЕНИЯ

1Васильев Л.М., 1Васильев Д.Л., 1Назаров А.Е., 2Малич Н.Г.

1Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова НАН Украины, 2Национальная Металлургическая академия Украины

УДК 622.831: 624.131

Язык: Русский

Аннотация.

Одной из важных информационных характеристик, необходимых для управления напряженно-деформированным состоянием массива горных пород и их эффективным разрушением при дезинтеграции, является предел прочности образцов, определяемый на специальных прессах, которые имеются в отдельных НИИ. Раскрыт механизм локального разрушения хрупких тел и образования в них трещин. Разработан метод расчета предельного вертикального напряжения в вершине трещины. Разработан метод расчета предела прочности цилиндрических образцов горных пород с использованием трех показателей свойств, которые простыми способами могут быть установлены экспериментально в условиях горных предприятий, где результаты расчета могут быть оперативно использованы. Метод разработан для усеченно-пирамидальной формы образцов, одной из распространенных форм разрушения цилиндрических образцов горных пород, в основном, средней крепости при их раздавливании В основу метода положены  закономерности распределения нормальных и касательных напряжений. Принимаем по Л.Прандтлю: касательные напряжения постоянными, а нормальные – линейными. Приведено сопоставление расчетных значений пределов прочности с экспериментальными, заимствованными из кадастра горных пород  Средняя сходимость по пределу прочности образцов горных пород составила 86,7%. Это позволяет нам рекомендовать метод для использования на горных предприятиях для определения крепости горных пород. Аналитически проведено моделирование процесса разрушения цилиндрических образцов горных пород при их усеченно - пирамидальной форме разрушения  с использованием экспериментальных значений трех показателей свойств горных пород – предела сопротивления сдвигу, коэффициентов внутреннего и внешнего трения. Предложенный метод позволяет определить предел  прочности образцов горных пород с использованием трех показателей свойств, которые простыми способами могут быть установлены экспериментально в условиях горных предприятий, где результаты расчета могут быть оперативно использованы для  оценки эффективного разрушения при дезинтеграции.

Ключевые слова:

горная порода; критерий; напряжения; предел прочности; образец; локальное разрушение; трещина.

Список  литературы

1. Петухов И.М., Линьков А.М. Механизм развязывания и протекания выбросов угля (породы) и газа // Из кн.: Основы теории внезапных выбросов угля, породы и газа. М.: Недра, 1978.  С. 62-91.

2. Виноградов В.В. Геомеханика управления состоянием массива вблизи горных выработок. Киев: Наукова думка, 1989. 192 с.

3. Кирничанский Г.Т. Элементы теории деформирования и разрушения горных пород. Киев:Наукова думка, 1989. 184 с.

4. Васильев Л.М., Васильев Д.Л., Малич Н.Г, Ангеловский А.А.. Механика образования форм разрушения образцов горных пород при их сжатии.Дніпро: ИМА-пресс, 2018. 174 с.

5. Барон Л.И. Экспериментальное определение коэффициентов крепости горных пород по шкале М.М. Протодьяконова путем испытания буровых кернов на раздавливание // Разрушение угля и горных пород. М.: Углетехиздат, 1958. С. 103-125 .

6. Справочник (кадастр) физических свойств горных пород. Под ред. Н.В. Мельникова, В.В. Ржевского, М.М. Протодьяконова.  М.: Недра, 1975. 279 с.

7. Барон А.И. Горнотехническое породоведение. М.: Наука, 1977.  324 с.

Об авторах

Васильев Леонид Михайлович, доктор технических наук, профессор, заведующий отделом проблем разрушения горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина, Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Васильев Дмитрий Леонидович, кандидат технический наук, старший научный сотрудник отдела механики эластомерных конструкций горных машин, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина.

Назаров Александр Евгеньевич, аспирант в отделе проблем разрушения горных пород, Институт геотехнической механики им. Н.С. Полякова Национальной академии наук Украины (ИГТМ НАН Украины), Днепр, Украина. Ця електронна адреса захищена від спам-ботів. вам потрібно увімкнути JavaScript, щоб побачити її. .

Малич Николай Григорьевич, кандидат технический наук, НациональнаяМеталлургическая академияУкраины, Днепр, Украина.