Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач
Побудовано розв’язання задач про вплив зосередженого динамічного навантаження в пружному ізотропному просторі зі сферичною порожниною, коли напрям сили збігається з напрямом радіус-вектора точки прикладання, і у пружній ізотропній площині з круговим отвором при довільному напрямі сили....
Збережено в:
Дата: | 2009 |
---|---|
Автори: | , , |
Формат: | Стаття |
Мова: | Russian |
Опубліковано: |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
2009
|
Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15944 |
Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
Цитувати: | Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач / М.А. Журавков, А.В. Круподеров, Н.В. Гайко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 114-123. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraineid |
irk-123456789-15944 |
---|---|
record_format |
dspace |
spelling |
irk-123456789-159442013-02-13T03:10:44Z Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач Журавков, М.А. Круподеров, А.В. Гайко, Н.В. Побудовано розв’язання задач про вплив зосередженого динамічного навантаження в пружному ізотропному просторі зі сферичною порожниною, коли напрям сили збігається з напрямом радіус-вектора точки прикладання, і у пружній ізотропній площині з круговим отвором при довільному напрямі сили. The point force dynamic solutions were constructed for isotropic elastic space with spherical cavity, when the force direction is parallel to direction to radius-vector of point of attack and for isotropic elastic plane with circle cavity with arbitrary direction of force. 2009 Article Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач / М.А. Журавков, А.В. Круподеров, Н.В. Гайко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 114-123. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15944 622.83; 539.3 ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
collection |
DSpace DC |
language |
Russian |
description |
Побудовано розв’язання задач про вплив зосередженого динамічного навантаження в пружному ізотропному просторі зі сферичною порожниною, коли напрям сили збігається з напрямом радіус-вектора точки прикладання, і у пружній ізотропній площині з круговим отвором при довільному напрямі сили. |
format |
Article |
author |
Журавков, М.А. Круподеров, А.В. Гайко, Н.В. |
spellingShingle |
Журавков, М.А. Круподеров, А.В. Гайко, Н.В. Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач |
author_facet |
Журавков, М.А. Круподеров, А.В. Гайко, Н.В. |
author_sort |
Журавков, М.А. |
title |
Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач |
title_short |
Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач |
title_full |
Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач |
title_fullStr |
Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач |
title_full_unstemmed |
Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач |
title_sort |
деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. некоторые классы модельных задач |
publisher |
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України |
publishDate |
2009 |
url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15944 |
citation_txt |
Деформирование и разрушение массивов горных пород в окрестности подземных сооружений при воздействии волн деформаций и напряжений. Некоторые классы модельных задач / М.А. Журавков, А.В. Круподеров, Н.В. Гайко // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 1. — С. 114-123. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
work_keys_str_mv |
AT žuravkovma deformirovanieirazrušeniemassivovgornyhporodvokrestnostipodzemnyhsooruženijprivozdejstviivolndeformacijinaprâženijnekotoryeklassymodelʹnyhzadač AT krupoderovav deformirovanieirazrušeniemassivovgornyhporodvokrestnostipodzemnyhsooruženijprivozdejstviivolndeformacijinaprâženijnekotoryeklassymodelʹnyhzadač AT gajkonv deformirovanieirazrušeniemassivovgornyhporodvokrestnostipodzemnyhsooruženijprivozdejstviivolndeformacijinaprâženijnekotoryeklassymodelʹnyhzadač |
first_indexed |
2025-07-02T17:18:05Z |
last_indexed |
2025-07-02T17:18:05Z |
_version_ |
1836556416816513024 |
fulltext |
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
114
УДК 622.83; 539.3
ДЕФОРМИРОВАНИЕ И РАЗРУШЕНИЕ МАССИВОВ
ГОРНЫХ ПОРОД В ОКРЕСТНОСТИ ПОДЗЕМНЫХ
СООРУЖЕНИЙ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ВОЛН
ДЕФОРМАЦИЙ И НАПРЯЖЕНИЙ. НЕКОТОРЫЕ
КЛАССЫ МОДЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ
Журавков М. А., Круподеров А. В., Гайко Н. В.
(БГУ, г. Минск, Республика Беларусь)
Побудовано розв’язання задач про вплив зосередженого ди-
намічного навантаження в пружному ізотропному просторі зі
сферичною порожниною, коли напрям сили збігається з напря-
мом радіус-вектора точки прикладання, і у пружній ізотропній
площині з круговим отвором при довільному напрямі сили.
The point force dynamic solutions were constructed for isotropic
elastic space with spherical cavity, when the force direction is parallel
to direction to radius-vector of point of attack and for isotropic elastic
plane with circle cavity with arbitrary direction of force.
Изучение геомеханического состояния областей массивов
горных пород в окрестности выработанного пространства, вслед-
ствие воздействия динамических наведенных нагрузок, обуслов-
ленных, в свою очередь, процессами естественного и техногенно-
го происхождения, представляет собой класс актуальных задач
современной геомеханики.
В данной статье рассматривается решение модельных задач
по определению возмущенного напряженно-деформированного
состояния (НДС) в массиве горных пород с выработанным про-
странством в случае действия в массиве динамической нагрузки,
имеющей импульсный характер. Первопричины проявления воз-
действий такого типа могут иметь различную природу (ведение
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
115
горных работ с переменной скоростью, динамические явления,
взрывные работы и др.).
Во многих случаях форму выработанного пространства
можно аппроксимировать круговой (при плоской постановке за-
дачи) или сферической поверхностью, а влиянием дневной по-
верхности можно пренебречь. В соответствии с принципом Сен-
Венана, если источник возмущения в породном массиве находит-
ся на достаточном расстоянии от выработанного пространства, то
его влияние на область породной толщи с выработкой можно мо-
делировать воздействием сосредоточенной силы.
Рассмотрим модельные задачи о динамическом воздействии
сосредоточенной силы в упругом изотропном пространстве со
сферической полостью, когда направление силы совпадает с ра-
диус-вектором ее точки приложения, и в упругой изотропной
плоскости с круговым отверстием. Пусть радиус выработки со-
ставляет R единиц, а точка приложения силы расположена на
расстоянии aR от центра выработки, где a – безразмерный пара-
метр. Систему координат в трехмерном случае выбираем сле-
дующим образом: начало координат − в центре сферы, ось x3 со-
вмещена с радиус-вектором точки приложения силы, остальные
две оси выбираются произвольно перпендикулярно третьей оси.
Соответственно в двумерном случае: начало координат распола-
гаем в центре отверстия, а ось 1x совмещаем с радиус-вектором
точки приложения силы, ось 2x – перпендикулярно ей.
Система разрешающих уравнений для сформулированных
модельных задач включает:
• уравнения равновесия Ламе:
3,2,1),()()()()( 32132
2
=−+∆+
∂
∂
+=
∂
∂ iaRxxxtfu
xt
u
ii
i
i δδδδµθµλρ (1)
для пространственного случая и
2,1),()()()( 212
2
=−+∆+
∂
∂
+=
∂
∂ ixaRxtfu
xt
u
iji
i
i δδδµθµλρ (2)
для двумерного случая (индекс j указывает направление силы);
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
116
• граничные условия (записанные в сферических ),,( βϕr и
полярных координатах ),( αr ):
⎩
⎨
⎧
=+
=+
==
==
),(||
),(||
222
111
βσβα
βσβα
βββ qu
qu
RrRr
RrrrRrr (3)
⎩
⎨
⎧
=+
=+
==
==
).(||
),(||
222
111
ασβα
ασβα
αα qu
qu
RrrRr
RrrrRrr (4)
• на бесконечности должны выполняться условия затуха-
ния решения:
0,
→∞
→
rruuβ , n = 3; 0,
∞→
→
rruuα , n = 2. (5)
• кроме того, принимаем, что начальные возмущения от-
сутствуют:
.2,0|,0|,0|,0|
,3,0|,0|,0|,0|
0000
0000
=====
=====
====
====
nuuuu
nuuuu
trttrt
trttrt
&&
&&
αα
ββ (6)
Вначале строим решение задач о воздействии сосредоточен-
ной силы в неограниченном пространстве (плоскости). Такие мо-
дельные задачи описываются уравнения (1), граничными условия
(3) и начальными условиями (4). Компоненты перемещений по-
лученных решений таких задач обозначим как 1
iu .
На следующем шаге рассматриваем задачу о распростране-
нии граничных возмущений от полости в неограниченных про-
странстве и плоскости при отсутствии массовых сил со специаль-
ным видом граничных условий. Компоненты перемещений этих
решений в свою очередь обозначим как 2
iu .
Данная задача описывается уравнениями:
.3,2,1,)( 2
2
2
22
=∆+
∂
∂
+=
∂
∂ iu
xt
u
i
i
i µθµλρ (7)
и граничными условиями(на примере плоской задачи):
⎩
⎨
⎧
−−=+
−−=+
====
====
.||)(||
,||)(||
1
2
1
22
2
2
2
2
1
1
1
11
2
1
2
1
RrrRrRrRr
RrrrRrrRrrrRrr
uqu
uqu
ααααα σβαασβα
σβαασβα
(8)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
117
К этой системе уравнений следует еще добавить ограниче-
ния в виде (3) и начальные условия.
В итоге решение исходной модельной задачи представляет-
ся в виде суперпозиции решений первой и второй задач:
.21
iii uuu += (9)
Решение первой из дополнительных модельных задач явля-
ется динамическим аналогом фундаментального решения Кель-
вина [1] и в общем виде может быть представлено следующим
образом [2]:
3),,,,(),,,( 321
1
321
1 =−= ntaRxxxUtxxxu ii , 2),,,(),,( 21
1
21
1 =−= ntxaRxUtxxu ii . (10)
Здесь для случая n = 3
),,,(*)(),,,( 321321
1 txxxGftxxxU ii τ+= ,
,
3
1
4
1
21
22
1
3
32
2
2
3
32
21
22
1
3
⎟
⎟
⎠
⎞
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−−
−⎜
⎜
⎝
⎛
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −+⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−=
c
rtH
c
rtH
rc
xx
r
t
c
rt
r
xx
cc
rt
rc
xx
r
G
i
i
i
i
i
i
δ
δδδ
ρπ
1 2
2( ) ( ) ( ), ,f t f t H t c cλ µ µ
ρ ρ+
+
= = = , H(t) – функция Хевисайда.
Вычисляя свертки, находим:
2
1 3
2 33 2 2
1
2 2
1 3 3
3 2 2 2 2
1 1 2 2
2
3
22 2
1 3( 1) , 1, 2;
4
1 1 1
4
31 1 ( 1)
ji
i
j j j j j j
j
j
xx r r r rU f t f t f t i
r c c r c c c
x xr rU f t f t
r c r c c r c
x rf t
r r c
πρ
πρ
+
=
+ +
⎛ ⎞⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞
⎜ ⎟=− − − + − + − =⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠⎝ ⎠
⎛ ⎛ ⎞ ⎛ ⎞⎛ ⎞
= − + − − +⎜ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎜ ⎝ ⎠⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝
⎛ ⎞
+ − − −⎜ ⎟
⎝ ⎠
∑
2
3
1
2 3
;
( ) ( ) , ( ), ( ) ( ) ( ).
j j j
r rf t
c c
f t f t t t tH t f t f t H t
=
+ + + +
⎞⎛ ⎞⎛ ⎞ ⎛ ⎞
⎟+ −⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟ ⎜ ⎟⎜ ⎟⎟⎝ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠⎠
= ⋅ = = ⋅
∑
(11)
При n = 2 для (10) имеем:
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
118
1
11 12 122 2
1 2
2
1 12 2
1
1( , ) ( , ) ( , ) ,
2
( 1) 2 ( , ) ( , )
ij ij ij
ij
j
i j
j j
j j
U N r t N r t N r t
c r c r
x x
N r t N r t
r c r
δ δ δ
π −
−
=
⎛ ⎛ ⎞= − − + +⎜ ⎜ ⎟
⎝ ⎠⎝
⎞− ⎛ ⎞+ + ⎟⎜ ⎟⎟⎝ ⎠⎠
∑
1 2 2 2
/
2 2 2
1
/
( )( , ) ( ) ,
( , ) ( ) ( ) .
j
j
t
j j
r c j
t
j j j
r c
f tN r t H c r d
c r
N r t H c r f t c r d
ττ τ
τ
τ τ τ τ
−
−
= −
−
= − − −
∫
∫
(12)
Математическая постановка второй модельной задачи в но-
вых координатах выглядит следующим образом:
при n = 3
.
sin
~~
21~
~
)1(
~
,~)sin~(
sin
12~
~
)1(
~
2
22
2
22
2
22
2
2
2
22
2
22
2
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
−
∂
∂
+∆+
∂
∂
−=
∂
∂
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
∂
∂
−∆+
∂
∂
−=
∂
∂
βββ
θη
τ
η
β
ββ
θη
τ
η
β
β
β
β
uu
r
u
u
uu
r
u
r
u
r
rr
r
(13)
.|~~|~~)()(~
,|~~|~~)()(~
),2(~,~
,|~~|~~)(~|~~|~~
,|~~|~~)(~|~~|~~
1
1
21
1
222
1
1
11
1
111
1111
1
1
21
1
221
2
21
2
2
1
1
11
1
111
2
11
2
1
==
==
====
====
−−=
−−=
+==
⎪⎩
⎪
⎨
⎧
−−=+
−−=+
rrr
rrrrr
rrrrrr
rrrrrrrrrr
uqq
uqq
R
uqu
uqu
ββ
ββββ
σβαββ
σβαββ
µλββαα
σβαβσβα
σβαβσβα
0~,~ 22
∞→
→
rruuβ .
.0|~,0|~,0|~,0|~
0
2
0
2
0
2
0
2 ==== ==== ττβττβ rr uuuu &&
и при n = 2
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
119
.~~
21~
~1)1(
~
,~~
21~
~
)1(
~
2
2
2
22
2
22
2
2
2
2
22
2
22
2
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ −
∂
∂
+∆+
∂
∂
−=
∂
∂
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛ +
∂
∂
−∆+
∂
∂
−=
∂
∂
αα
α
α
αβ
θη
τ
η
α
θη
τ
η
uu
r
u
r
u
uu
r
u
r
u
r
rr
r
2 2
1 1 1 1 1
2 2
2 1 2 1 2
| | ( ),
| | ( ),
r r rr r
r r r
u q
u qα α
α β σ α
α β σ α
= =
= =
⎧ + =⎪
⎨
+ =⎪⎩
%% % % %
%% % % %
1 1 1 1
1 1
1 1 1 1 1 1
1 1
2 2 2 1 2 1
, ( 2 ),
( ) ( ) | | ,
( ) ( ) | | .
r r rr r
r r r
R
q q u
q q uα α
α α β β λ µ
α α α β σ
α α α β σ
= =
= =
= = +
= − −
= − −
%%
%%% % %
%%% % %
(14)
2 2, 0r r
u uα →∞
→% % .
.0|~,0|~,0|~,0|~
0
2
0
2
0
2
0
2 ==== ==== τταττα rr uuuu &&
Процедура построения решения сформулированных матема-
тических задач (13) описана в [2]. В свою очередь, преобразова-
ние Лапласа от решения систем (13) имеет следующий вид
( ηγγ == 21 ,1 ):
При n = 3
,)(cos)(~),(1
0
2
1,
)1(
2
2 ∑ ∑
∞
= =
−−
+ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛=
n
n
kj
srL
kn
L
njkn
L
r PesqsrU
r
u j βγ (15)
∑ ∑
∞
=
−
=
−−
+ ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛−=
1
2/3
1
2
1,
)1(
2
2 )(cos)(~),(1sin
n
n
kj
srL
kn
L
njkn
L CesqsrV
r
u j ββ γ
β . (16)
3/ 2
1 1 2 2 1
0 1
( ) ( ) (cos ), ( ) sin ( ) (cos ).L L L L
n n n n
n n
q s q s P q s q s Cβ β β
∞ ∞
−
= =
= = −∑ ∑% % % %
Здесь 2/3
1, −nn CP – полиномы Лежандра и Гегенбаура (осталь-
ные обозначения см. в [2]).
При n=2
∑ ∑
∞
−∞= =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛=
n
in
kj
L
knnjkj
L
nj
L
r esqsYrsu
r
u αγ
2
1,
2 )(~)()(1 , (17)
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
120
∑ ∑
∞
−∞= =
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛=
n
in
kj
L
knnjkj
L
nj
L esqsYrsv
r
u α
α γ
2
1,
2 )(~)()(1 . (18)
1 1 2 2( ) ( ) , ( ) ( ) .L L in L L in
n n
n n
q s q s e q s q s eα α
∞ ∞
=−∞ =−∞
= =∑ ∑% % % %
Остальные обозначения в [2].
Процедура получения решений второй из сформулирован-
ных модельных задач выглядит следующим образом. Сначала на-
ходятся коэффициенты рядов Фурье )(~ tqkn . Аналитическое полу-
чение этих коэффициентов для плоской задачи является весьма
затруднительным, поэтому вначале определяются численные
значение коэффициентов в точках, а затем выполняется интерпо-
ляция. Для задачи для пространства можно получить аналитиче-
ские выражения коэффициентов с помощью систем компьютер-
ной алгебры. Далее производится обращение преобразования Ла-
пласа коэффициентов при )(~ tqkn в формулах (15) и (16). Опять же
для плоского случая аналитическое обращение преобразования
Лапласа получить невозможно, поэтому производится прибли-
женное обращение с помощью формул, указанных в [3]. В итоге,
на основании свойств преобразования Лапласа ([2]), полное об-
ращение формул (15) и (16) производится с помощью вычисления
сверток.
При решении приведенных далее задач используются без-
размерные параметры.
Пример 1. Рассмотрим действие на массив со сферической
полостью сосредоточенной силы, функциональная зависимость
которой от времени представлена следующим выражением:
))1()()())2/1))(2/1(1616(4((10)( 212 −−−−+−+= τττ HHtttf .
В качестве исходных данных были взяты величины, соот-
ветствующие массиву калийных солей: радиус полости мR 3= ;
упругие приведенные свойства массива 3,0,1010 == νПаE ; плот-
ность среды 3/2200 мкг=ρ . Точка приложения силы находится
на расстоянии 10 радиусов сферы от ее центра. В данном случае
рассмотрим случай полости с жесткой вставкой, т.е. случай, ко-
гда материал «внутренней заделки» имеет жесткость, в несколько
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
121
раз превышающую жесткость самого массива. В этом случае
можно принять, что выполняются условия жесткого закрепления
на границе сферы. В качестве исходных данных взяты такие же
значения, что и в первом примере.
В рассматриваемом случае, согласно исходным данным,
121 == αα , 021 == ββ , 0,0 21 ≡≡ qq .
На рис. 1 приведены картины напряжений на границе по-
лости (первые три графика) и на расстоянии двух радиусов от
центра полости (следующие три графика) при различных значе-
ниях угла β .
Рис. 1. Графики напряжений в массиве
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
122
Исследуем возможность появления зон разрушения в масси-
ве с выработанным пространством при указанном виде силового
воздействия. Существуют различные типы критериев динамиче-
ского разрушения [4]. В данном случае используем обобщение
простейшего критерия constр =σ в следующем виде:
const},,max{ 321 =σσσ . В качестве указанной константы возьмем
статический предел на растяжение, его безразмерная величина
равняется 0,00032.
Воспользуемся указанным критерием применительно к ре-
зультатам расчетов второй модельной задачи. При 0=β напря-
жение rrσ является главным. На рис. 2 показаны график напря-
жения rrσ на контуре выработки и константа рσ1000 .
Рис. 2. Нарушение критерия разрушения
Таким образом, можно сделать вывод, что при величине на-
грузки, в тысячу раз меньшей величины нагрузки, взятой в при-
мере, т.е. 910 Н на контуре выработки произойдет разрушение.
Проанализировав напряженное состояние массива в области ме-
жду источником разрушения и выработкой, можно заключить,
что разрушение также будет происходить и в этой области.
Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина I), 2009
Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part I), 2009
123
Очевидно, что даже рассмотренные здесь модельные задачи
имеют широкую сферу применения. Современные масштабы и
характер инженерной деятельности в области освоения и экс-
плуатации недр обуславливают серьезные нарушения динамиче-
ского равновесия окружающей среды. Поэтому построение моде-
лей, адекватно описывающих данные явления, является весьма
важной задачей.
СПИСОК ССЫЛОК
1. Журавков М. А. Фундаментальные решения теории упруго-
сти и некоторые их применения в геомеханике, механике
грунтов и оснований/ М. А. Журавков – Минск: БГУ, 2008.
С 50-56.
2. Горшков А. Г. Волны в сплошных средах/ А. Г. Горшков [и
др.] – Москва: Физматлит, 2004.
3. J. Abate A unified framework for numerically inverting Laplace
transform/J.Abate, W. Whitt // [Электронный ресурс]. – 2006. –
Режим доступа: http://www.columbia.edu/~ww2040/JoC.pdf. –
Дата доступа: 13.05.2009/
4. Новиков С. А. Разрушение материалов при воздействии ин-
тенсивных ударных нагрузок / С. А. Новиков // Соросовский
образовательный журнал. 1999, № 8. С 116-121.
|