Напряженное состояние массива

Одним из методов оценки и контроля напряженно-деформированного состояния породного массива, получившего распространение в последнее время, является предварительное бурение разведочных скважин с отбором из них керна. Как оказалось, в зонах больших напряжений керн разделяется на более или менее тонкие диски, по средней толщине которых можно судить о напряженном состоянии массива. В настоящее время известно несколько вариантов объяснения механизма дискования керна [c.20]

Напряженное состояние массива пород является, как правило, состоянием сжатия и поэтому в горной механике обычно используется правило знаков, при котором сжимающие напряжения считаются положительными. Мы решили, однако, сохранить правило знаков, введенное в гл. 2, т. е. считать положительными растягивающие напряжения. Это приводит иногда к записи —о, когда мы имеем дело со сжимающей компонентой напряжения. Поскольку горные породы сопротивляются растяжению намного хуже, чем сжатию, растягивающие напряжения (когда они появляются) обычно очень важны и потому при анализе результатов решений, представленных в этой главе, зонам растяжения уделяется особое внимание. [c.199]

Во многих задачах прикладной механики рассматривается нагружение тела, которое изначально свободно от напряжений. Однако в задачах горного дела, связанных с подземными выработками, необходимо прежде всего постулировать начальное напряженное состояние массива горных пород. Это начальное напряженное состояние нарушается после образования выработки полные напряжения в любой точке горной породы тогда можно представить как сумму начальных напряжений и изменений напряжений о ц в этой точке, обусловленных проведением выработки [c.199]

Многие из упоминающихся выше задач, в частности задача о равновесии тяжелой полуплоскости при наличии ослабляющих ее отверстий, тесно связаны с важным вопросом о напряженном состоянии массива горных пород с выработками тех или иных размеров и очертаний. Подобные задачи делаются особенно трудными в случае более чем одного отверстия. [c.584]

Важное значение имеет знание закономерностей поведения горных пород в области высоких температур, так как этими закономерностями определяются условия их термического разрушения, область эффективного применения термических способов разрушения, а также условия напряженного состояния массива пород. [c.442]

Исследования горных пород в области высоких температур, основные результаты которых кратко изложены выше, представляют первые систематические работы в данной области применительно к задачам горного дела. Дальнейшие исследования должны быть связаны с решением вопросов направленного изменения свойств горных пород в температурных полях в целях расчета условий их эффективного разрушения, с вопросами предварительной оценки возможных условий сверхглубокого бурения структурных геологических скважин, а также оценки влияния температурных изменений на напряженное состояние массива горных пород. [c.448]

Использование модели упругой сплошной среды в механике грунтов имело большое научное и практическое значение [42, 43]. Были проанализированы схемы наиболее важных для практики фундаментостроения случаев работы грунтовых оснований, исследовалось напряженное состояние массивов под действием собственного веса и взаимодействие конструкций с грунтовыми массивами. На основе полученных результатов сформулированы рекомендации по расчету и проектированию, обеспечившие надежную работу многих зданий и сооружений. [c.26]

Напряженное состояние массивов пород, залегающих вблизи земной поверхности, существенно зависит от ее рельефа. Выше эрозионного вреза в массиве происходит относительное уменьшение горизонтальных напряжений, так как возвышенные участки рельефа могут деформироваться в сторону речных долин. Максимальные горизонтальные напряжения сжатия убывают вблизи склонов, где могут происходить даже растрескивание пород и образование трещин бортового отпора. Ниже эрозионного вреза в массиве, расположен юм под долинами, вертикальные напряжения имеют минимальные значения, а горизонтальные напряжения резко возрастают, причем величина их тем больше, чем уже и глубже эрозионные понижения. Наиболее значительные изменения напряженного состояния происходят в массивах пород, примыкающих к участкам перегиба рельефа, где наблюдается концентрация максимальных касательных напряжений. Влияние рельефа на перераспределение напряжений в массиве пород распространяется иа глубину, примерно равную глубине эрозионного вреза. [c.41]

Инерционные силы, возникающие при землетрясениях, вызывают изменение напряженного состояния массива горных пород. Особенно большие изменения в распределении напряжений наблюдаются в склонах и вершинах гор, что подтверждается образованием на них во время землетрясений различных дислокаций в виде трещин, отчлененных массивов, обвалов и оползней. Наибольшее увеличение касательных напряжений наблюдается на склонах, которые обращены по направлению распространения сейсмической волны, и оно тем больше, чем ближе к вершине. [c.44]

МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ И ОЦЕНКИ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МАССИВА ГРУНТА [c.45]

Напряженное состояние массива грунтов исследуется с помощью полевых, лабораторных и аналитических методов. [c.45]

Всем перечисленным методам присущ один общий недостаток, который заключается в том, что с их помощью определения напряженного состояния- производятся только в отдельных точках массива грунтов. Очевидно, что в неоднородных трещиноватых массивах следует ожидать довольно большие отклонения результатов точечных наблюдений от напряженного состояния массива в целом или отдельных его частей. [c.47]

Напряженно-деформированное состояние массива грунтов клиновидной области под действием касательных нагрузок и собственного веса рассмотрено в работах А. Лява и Б. Г, Галеркина. Результаты этого решения используют для оценки напряженного состояния массивов грунтов треугольного профиля — дамб, насыпей, плотин. [c.50]

Метод конечных разностей является универсальным методом приближенного решения дифференциальных уравнений. Ои позволяет сводить приближенное решение уравнений в частных производных к решению систем алгебраических уравнений. В настоящее время этот метод применяется для решения плоских задач о напряженном состоянии массивов грунтов. [c.52]

Метод фотоупругости, или оптического измерения напряжений, разработан в конце XIX в., однако широкое распространение при изучении напряженного состояния массивов горных пород он получил только в последние 20 лет. [c.147]

Изучение напряженного состояния массивов горных пород методом фотоупругости предъявляет определенные требования к оптически активным материалам, измерительной аппаратуре, технологии эксперимента. [c.147]

Сейсмоакустические методы можно использовать также для контроля за изменением напряженного состояния массивов, сложенных рыхлыми породами. Такие наблюдения широко применяются, в частности, при изучении склоновых процессов (см. 40). [c.221]

Точно так же, как это было показано на простой двухэлементной модели, можно запрограммировать учет ползучести компонентов при решении методом конечных элементов задачи о распределении напряжений в повторяющихся элементах массива волокон арматуры в матрице. Значительные различия связаны лишь со сложностью структуры, которая представляется большим числом конечных элементов, и с более сложным напряженным состоянием, в котором находятся элементы. [c.266]

Наряду с мероприятиями, направленными на создание условий, при которых возможно применение амортизации пониженной жесткости, необходима разработка такой амортизации. Жесткость применяемой в настоящее время резинометаллической амортизации при равномерном напряженном состоянии резинового массива примерно пропорциональна высоте резинового слоя к [c.97]

При моделировании горного массива [7] обычно принимается, что основными действующими силами являются силы тяжести, поэтому напряженное состояние нетронутого горного массива можно представить следующим образом [c.14]

При применении жестких, т. е. высокомодульных материалов, действие собственного веса в модели можно заменить с некоторым приближением контурными силами [7]. При исследовании плоского напряженного состояния вокруг достаточно заглубленной выработки весомую полуплоскость можно заменить невесомой плоскостью. Моделирование в этом случае обычно осуществляется на прямоугольной пластинке с вырезами, имитирующими горные выработки. Напряжения нетронутого горного массива (27) заменяются двухосным равномерным давлением по контуру модели. Размеры пластинки и нагрузка принимаются такими, чтобы возмущения, вызванные выработками, практически затухали к внешнему контуру модели. [c.16]

Для изучения на моделях напряженного состояния горного массива, искусственных сооружений (плотин, откосов) необходимо иметь низкомодульные материалы, работаюш,ие под действием собственного веса. [c.87]

МКЭ успешно применяется для решения задач устойчивости грунтовых массивов и расчета грунтовых массивов непосредственно. Вместе с тем имеется ряд особенностей, отражающих специфику напряженного состояния грун- [c.130]

Иными словами, на удалении от штампов их влияние на напряженное состояние упругого массива моделируем действием на его границу сосредоточенных сил и моментов, приложенных в точках, . .., Р . [c.130]

Найдем распределение напряжений в массиве, ослабленном двумя одинаковыми круговыми выработками радиуса R, к контурам которых приложены внешние условия ст, = —р, т в =0- На бесконечности имеет место однородное напряженное состояние [c.37]

При обосновании модели разрушения для расчета процесса электроимпульсного дробления и измельчения материала /40/, после рассмотрения достоинств и недостатков волнового и гидродинамического подходов, предпочтение отдано гидродинамическому. Все модели в рамках волнового подхода требуют изучения и описания измеряющихся во времени полей напряжений и деформаций в различных средах (упругих, упругопластичных, вязких), после чего на основании какой-либо гипотезы прочности определяется характер разрушения и развития трещин. Напряженное состояние массива, его физико-механические свойства определяют характер разрушения, однако в настоящее время нет убедительного и достаточно точного расчета напряженного состояния системы в объеме при взрыве, поэтому различные авторы получают порой противоречивые результаты. Сложность описания напряженного состояния при взрыве в среде связана не только с характером передачи энергии (например, ударной волной /41/ или поршневым давлением газов /42/), но и с существенным перераспределением поля напряжений в объеме при развитии трещин. Использование предложенных методов расчета в [c.82]

Для иллюстрации изложенного выше подхода рассмотрим задачу, показанную на рис. 8.36 (а), о вертикальной жиле, пересеченной нарушением. В начальном состоянии жила не затронута горными работами, мощность жилы постоянна и равна 3 м. Модуль Юнга и коэффициент Пуассона горной породы и жилы одинаковы, Е = 10 кПа и V = 0,2. Следовательно, параметры жесткости пластовых элементов, моделирующих жилу (рис. 8.36 (Ь)), составляют Кп = 0,333-10 кПа/м и Ks = 0,139-10 кПа/м. Нарушение пересекает жилу под углом 30° на глубине 200 м от поверхности. Параметры жесткости для нарушения приняты равными Ks = = 0,139-10 кПа/м и /Сп = 0,333-10 кПа/м, и считалось, что нарушение имеет нулевое сцепление, а угол внутреннего трения составляет 30°. И наконец, начальное напряженное состояние массива пород задавалось напряжениями (азсд)о = ((У , Jo — = 25у кПа (где —у есть глубина от поверхности в метрах) и = 0. [c.249]

Большое влияние на напряженное состояние массива пород оказывают действующие в верхних горизонтах земной коры тектонические силы. Можно, по-видимому, считать, что значительная часть избыточных горизонтальных напряжений, замеренных практически во всех пунктах наблюдений, имеет тектоническую природу. Установление величины и направления действия тектонической силы представляется сложной задачей. Тектонические силы могут быть как постоянными, так и переменными по глубине, сл<имаю-щими и растягивающими. [c.43]

Напряженное состояние массива пород зависит от наличия в нем подземных вод, нефти, газа и скорости их движения. При изменении гидростатического давления в породах происходит изменеине эффективных напряжений, которое проявляется в соответствующих деформациях. Например, при снижении уровней подземных вод или нефти в результате их откачки устраняется эффект взвешивания осушенной части толщи горных пород, в результате чего ниже расположенные породы начинают испытывать дополнительную нагрузку, равную весу жидкости в объеме осушенного массива, что приводит к росту напряжений в скелете горной породы и сжатию ее. Движущийся поток жидкости оказывает гидродинамическое давление на массив пород, пропорциональное градиенту напоров. [c.44]

Большое влияние на напряженное состояние массивов пород оказывает инженерная деятельность человека. Дополнительная нагрузка от сооружений, изменение формы поверхности при проходке выемок, карьеров и котлованов, откачки подземных вод, нефтн и газа, проходка подземных горных выработок вызывают локальное, но весьма интенсивное перераспределение напряжений в массиве горных пород. В большинстве случаев воздействие искусственных факторов на напрялсеиное состояние пород аналогично природным. [c.45]

Задачи о напряженном состоянии насыпей, о давлении на подпорные стенки и т. п. решены В. В. Соколовским на основе теории плоского предельного равновесия сыпучей среды. Задача оценки напряженного состояния массивов в бортах глубоких речных долин параболического профиля решена Э. В. Калининым с помощью метода комплексных потенциалов по Колосову — Мусхелишвили. Задачи о напряженном состоянии массивов со сложным рельефом также могут быть решены методом комплексных потенциалов, от метод эффективен в тех случаях, когда удается осуществить конформное отображение рассматриваемой области на нижнюю полуплоскость рациональными функциями. Их находят путем комбинации из простейших функций. Н. А. Цытовичем, 3. Г. Тер-Марти-росяном и др. [43] разработана обобщенная рациональная функция, позволяющая осуществить конформное отображение некоторых симметричных и несимметричных полубесконечиых областей с криволинейными границами. [c.50]

Количественная оценка изменения естественного напряженного состояния массивов грунтов вблизи различных горных выработок (туннели, шахты и др.), необходимая для обоснования проходки, крепления и безаварийной эксплуатации сооружений, дается в работах Ж. С. Ержанова [17] и др. [c.50]

Исследования, выполненные в Проблемной лаборатории МИСИ им. В. В. Куйбышева, свидетельствует о том, что в определенном диапазоне импульсных нагрузок на некоторых высокомодульных прозрачных материалах можно решать плоские задачи по распространению упругих волн напряжений. Например, были проведены модельные исследования напряженного состояния массива известняков в результате взрывов при отработке бортов врезки плотины на Токтогульской ГЭС. Различные условия отражений взрывных волн в отдельных точках контура врезки вызвали многократное наложение этих волн вблизи свободной поверхности и в зоне гидротехнического тоннеля (рис. 36). [c.149]

В стационарном геодинамическом поле при входе в среду с меньшим модулем упругости в пределах слабого слоя происходит сгущение силовых линий при разряжении изопотенциалей. Закон преломления, подтвержденный на большом числе моделей, позволяет решать задачи о напряженном состоянии массивов пород оползневых склонов сложного строения, приведенных к кусочно-однород-ной схеме в пределах каждого слоя величины 0 получают экспериментальным путем, а на границах слоев — расчетным. Разделение величины 0 на отдельные напряжения производится по формулам [c.155]

Существует два основных направления применения сейсмоакустических методов для изучения напряженного состояния пород. Первое связано с определением относительного распределения напряжений в массиве пород, второе-с их количествен1юй оценкой. Дополнительно можно выделить и третье направление, связанное с изучением характера изменения напряженного состояния массива во времени. [c.216]

Непосредственно после землетрясения очаг представляет собой неустойчивую (в смьюле напряженного состояния) зону, в которой возможны колебательные процессы уплотнения и разуплотнения, что также может отражаться на изменениях пластового давления. Далее, по прошествию времени, отмечается процесс релаксации горной среды, который заключается в том, что динамически неустойчивое напряженное состояние массива горных пород стабилизируется. Происходит перераспределение напряжений, схлопывание трещин определенного направления. При этом преимущественно схлопываются трещины субгоризонтальные и сохраняются - суб-вертикальные. Вокруг зоны разуплотнения формируются зоны шлотнений, так называемые охранные зоны . Стабилизируется гидродинамический режим. [c.305]

Исследования напряженного состояния горного массива рекомендуется проводить на моделях из игдантина или агарина в условиях плоской деформации, которое наиболее приближается к реальным условиям. [c.91]

Вместе с тем появление пластических зон свидетельствует о том, что в областях с йзап 1 прочность Грунта в каждой точке исчерпана и грунт характеризуется иными показателями деформационных свойств, чем те, которые были заданы в первом цикле расчета. Следовательно, определенное в первом цикле распределение напряжений не будет соответствовать действительному — в области предельного состояния и вблизи ее границ вследствие изменения деформационных показателей должно произойти переформирование поля напряжений. При известных закономерностях изменения деформационных показателей и выполнении условия предельного состояния для дальнейших расчетов можно откорректировать значения этих показателей. В результате расчета получим новую картину напряженного состояния и измененные контуры областей предельного состояния. В свою очередь, это может потребовать дальнейшей корректировки показателей деформационных свойств участков массива и необходимости повторных расчетов. Уже сама тенденция к развитию или стабилизации областей предельного состояния позволит сделать выводы об устойчивости массива (откоса) и выявить наиболее опасные его зоны. [c.134]

Для выработок большой протяженности, что имеет место в туннельном строительстве, можно ограничиваться рассмотрением плвекой задачи. В этом случае весь массив разбивают на конечные элементы и задают граничные условия (рис. 5.13), причем в местах концентрации напряжений сетку сгущают. Если число конечных элементов достаточно велико, переходят иа поэтапное рассмотрение напряженно-деформированного состояния массива. Первоначально массив разбивают на более крупные элементы, а затем, используя принцип вырезания отдельных областей в массиве (рис. 5.14), переходят к их детальному анализу, одновременно сгущая сетку элементов. Воздействие отброшенной части массива заменяют приложением реакций в узлах. Фрагмент распределения перемещений (в миллиметра,х) в грунтовом массиве вокруг выработки показан на рис. 5.15, а изолинии вертикальных перемещений с учетом подкрепления выработки приведены на рис. 5.16. [c.135]

Испытательный комплекс для исследования конструкционных материалов при сложном напряженном состоянии в широком диапазоне температур имеет систему автоматического управления установкой, которая позволяет проводить эксперимент в одном из двух режимов - полуавтоматическом или автоматическом. При первом режиме работы программа нагружения задается и контро шруется с пульта установки, а обработка экспериментальных данных производится автоматически. Полуавтоматический режим осуществляет автоматическое снятие и обработку экспериментальных данных с выводом на печать большого массива результатов расчета в процессе нагружения. Качественно новые возможности в постановке научных экспериментов представляет автоматический режим. Программирование работы установки по вычисляемым в ходе эксперимента параметрам позволяет вести нагружение по произвольной (в том числе и лучевой) траектории в трехмерном пространстве (для плоского напряженного состояния) компонентов тензора истинных напряжений. [c.313]

Таблица "Материал - Код" является основной в нашем банке данных. Здесь каждому материалу присвоен уникальный индекс, дано его описание. Ключевым является поле "Код". При необходимости (в соответствии с наложенными отношениями) можно идентифицировать данные по выбранному материалу, например, с таблицей "Источник", где хранится вся информация об авторах, названии статьи, рецензии и т.д. Данные по размерам испытываемых образцов разделены на отдельные таблицы по геометрическим формам прямоугольные, цилиндрические, конусные и т.д. Возможность использования механизма OLE (Obje t Linking and Embedding - Связывание и Внедрение Объектов) позволяет хранить и использовать в работе фотографии и чертежи образцов, испытательных установок и устройств, полученных фафиков и гистограмм. В качестве базовых механических характеристик взяты такие параметры, как предел прочности а , предел текучести Oj, прочность на разрыв S , относительные сужение v(/ и удлинение S. Они хранятся в таблице "Механические свойства". Кроме того, согласно ГОСТ 9454-78, в зависимости от жесткости напряженного состояния и скорости деформации выбираются три вида ударной вязкости K V, КСи и КСТ. В системе предусмотрена также возможность классифицировать испытания по виду и режиму нагружения, по температуре проведения экспериментальных исследовании. Как обязательный параметр введена таблица "Химические свойства", где данные приведены либо по химическим элементам отдельно, либо берутся из соответствующих ГОСТов. Загрузка информационных массивов является оче гь важным и ответственным этапом автоматизации исследований. В качестве первоисточников служат любые публикации, содержащие фактографические сведения о физико-механических (химических) свойствах материалов. Это могут быть научные статьи, монографии, справочники, ГОСТы и др.

Пусть тяжелое упругое полупространство у<Н ослаблено системой одинаковых туннелет, представляющих собой цилиндры с осью, параллельной поверхности полупространства. Рассмотрим задачу об отыскании формы туннелей, обеспечивающих максимальную прочность [49]. Задача считается плоской. Центры отверстий расположены на оси х и находятся на расстоянии / др)т от друга. Известно, что напряженное состояние горного массива формируется главным образом детствием тектонических и гравитационных усилий. Примем, что тектонические усилия не зависят от глубины массива. Распределение напряжений в массиве от гравитащюн-ных усилий, согласно гипотезе А,Н. Динника [40], таково [c.198]

В этой главе продемонстрируем возможности методов граничных элементов при менее определенных условиях. Задачи горной геомеханики и инженерной геологии не могут быть сформули рованы точно. К примеру, массив пород к моменту проведения в нем выработки уже находится в напряженном состоянии, которое зависит от региональной геологической истории. Это напряженное состояние не может быть определено или даже задано с высокой степенью надежности. Разрывы в массиве пород, такие, как трещины, плоскости напластования и нарушения, могут играть большую роль. Сверх того, сама применимость аппарата линейной теории упругости не более чем предположение, которое может быть приемлемым, а может и не быть таковым. [c.198]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...