Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок

Розглянуто механізм утворення малоамплітудної розривної порушеності на фізичній і комп'ютерній моделях. Порівняння результатів моделювання підтвердило задовільну збіжність експериментальних даних....

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2003
Автори:	Бугара, М.И., Мерзликин, А.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Інститут фізики гірничих процесів НАН України 2003
Назва видання:	Физико-технические проблемы горного производства
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189833
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:	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок / М.И. Бугара, А.В. Мерзликин // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2003. — Вип. 6. — С. 35-41. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-189833
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1898332023-04-27T20:42:18Z Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок Бугара, М.И. Мерзликин, А.В. Розглянуто механізм утворення малоамплітудної розривної порушеності на фізичній і комп'ютерній моделях. Порівняння результатів моделювання підтвердило задовільну збіжність експериментальних даних. Microfault origin and development have been investigated in physical and computer models. Comparison of the results of modeling demonstrated good agreement of experimental data and reliability of final conclusions. 2003 Article Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок / М.И. Бугара, А.В. Мерзликин // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2003. — Вип. 6. — С. 35-41. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 2664-1771 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189833 553.291 ru Физико-технические проблемы горного производства Інститут фізики гірничих процесів НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
description	Розглянуто механізм утворення малоамплітудної розривної порушеності на фізичній і комп'ютерній моделях. Порівняння результатів моделювання підтвердило задовільну збіжність експериментальних даних.
format	Article
author	Бугара, М.И. Мерзликин, А.В.
spellingShingle	Бугара, М.И. Мерзликин, А.В. Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок Физико-технические проблемы горного производства
author_facet	Бугара, М.И. Мерзликин, А.В.
author_sort	Бугара, М.И.
title	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок
title_short	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок
title_full	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок
title_fullStr	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок
title_full_unstemmed	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок
title_sort	процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок
publisher	Інститут фізики гірничих процесів НАН України
publishDate	2003
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/189833
citation_txt	Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок / М.И. Бугара, А.В. Мерзликин // Физико-технические проблемы горного производства: Сб. науч. тр. — 2003. — Вип. 6. — С. 35-41. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
series	Физико-технические проблемы горного производства
work_keys_str_mv	AT bugarami processobrazovaniâmaloamplitudnyhrazryvnyhnarušenijpoddejstviisdvigaûŝihnagruzok AT merzlikinav processobrazovaniâmaloamplitudnyhrazryvnyhnarušenijpoddejstviisdvigaûŝihnagruzok
first_indexed	2025-07-16T12:25:02Z
last_indexed	2025-07-16T12:25:02Z
_version_	1837806338865889280
fulltext	УДК 553.291 П РО Ц ЕС С О БРА ЗО В А Н И Я М А Л О А М П Л И Т У Д Н Ы Х РА ЗРЫ В Н Ы Х Н А РУ Ш ЕН И Й П О Д Д Е Й С Т В И И С Д В И ГА Ю Щ И Х Н А ГРУ ЗО К к .\|.и . Б угара М .И., (ГОЛО “Ш ахта Ю ж нодонбасская № 1"), йен. М ерзликин А. В. (ДонНТУ) Розглянуто мехашзм утворення малоамплотудноо разривноИ порушеносто 1К1 фозичнш I комп ’ютернш моделях. Поровняння результатов моделювання пнНтердило задовЬьну збожшеть експершентальних даних. 1М 8ЛЖ СТ1УЕ РА И ЬТ8 Р О К М А Т К Ж Ш Э Е К 8НЕАКПЧС ЬОА Н 8 Ницага МЛ. ап<1 М еггИкш А.У. Мосго/аиЧ опцт апА АеуеЬртем Науе Ьееп 1пуе$И%а1ес1 ш рИузоса! апсI сотрШег тоАеЫ. Сотрапзоп о / 1Не гезиИз о / тоАе!т§ АетопзСгаСеА %ооА а§гее- теш о/ехрептепЫ АаСа апА геЧаЬИНу о/Гта1 сопс1изюпз. Малоамплитудные разрывные нарушения в плоскости напластования I орного массива являются одним из главных факторов, который оказывает негативное влияние на темпы развития горных работ в угольной промыш ленное™. Во избежание столкновения горных работ с тектоническим на рушением на горнодобывающих предприятиях используют различные ме- ЮДЫ их прогнозирования. Для качественного прогноза необходимо более легальное изучение механизма образования разрывной тектонической на рушенное™. В данной работе рассматривается один из механизмов фор мирования малоамплитудных разрывных нарушений на физической и компьютерной моделях (рис. 1). а б Рис. 1. Физическая (а) и компьютерная (б) модели малоамплитудных раз рывных нарушений. 35 Физическая модель изготавливалась из эквивалентных материалов с соблюдением критериев подобия и граничных условий [1]. В соответствии с масштабом 1:500 моделировался массив горных пород 250x250x30м и крепостью вмещающих пород 55МПа. На большинстве шахтных полей преобладают дизъюнктивы типа надвигов и сбросов. Поэтому моделирова лись нарушения путем приложения на границы модели сдвигающих уси лий, которые наиболее характерны для полей напряжений при образовании 1 4 Рис. 2. Изогипсы перемещения точек физической модели по оси X (слева), У (справа) на 1 ,4 , 7 и 10 этапах моделирования. 36 указанных нарушений. Процесс формирования нарушенности происходил ноэгипно, и после каждого этапа данные фиксировались, что в дальнейшем но шолило рассмотреть пошаговое образование малоамплитудных текто нических разрывов. Весь процесс трещинообразования можно разделить на три стадии: начальная, развитого разрушения и полного разрушения. На контурных картах (рис. 2) представлены этапы формирования нарушенности в виде изогипс отображающих величину перемещения частей модели. Для боль шей наглядности на рис. 3 представлены векторные карты перемещения гичек модели. Первые стадии моделирования характерны доуплотнением модели руемых пород и образованием отдельных разрывов небольшой величины. 1'м шитие нарушенности начинается из левого нижнего угла модели и рас- нросграняется по всей диагонали в виде небольших, отдельных разрывов. И последствии, при дальнейшем нагружении, локально образованные на рушения соединялись друг с другом, создавая при этом систему трещин. Исходя из полученных данных видно, что в очаге зарождения мало- имилитудной нарушенности и начальной стадии их развития возникает I радиент сдвижений, при котором структуры характеризуются локально 7Рис. 3. Векторные карты перемещений точек физической модели на 1, 4, и 10 этапах. 37 стью, и имеют формы вихрей (рис 3). По диагонали, вдоль которой действуют максимальные касательные напряжения, образуется магистральный разрыв, имеющий наибольшую амплитуду. Одновременно с развитием магистрального разрыва формиру ются более мелкие, оперяющие его нарушения, с небольшой амплитудой. На заключительных стадиях моделирования параллельно магист ральному разрыву формируются нарушения с меньшей амплитудой на правление и параметры, которых совпадают с главным. По морфологическому типу образования, большинство нарушений представляется в виде древообразных систем трещин. Максимальная ам плитуда разрывов при отработке физической модели составила 2,5 м в пе ресчете на натуральный размер. В процессе развития роста амплитуд мало амплитудных нарушений зарождается структура полей смещений, цен тральная часть которой совпадает с осью нарушения, а периферийные час ти имеют разнонаправленный характер. Изучение изменения амплитуд моделируемых нарушений показало, что амплитуда одного и того же нарушения изменяется на всей его длине, равно как и направление падения сместителя. Эти результаты подтвер ждают выводы сделанные авторами в статье [2], описывающей особенно сти пространственного положения поверхности сместителя нарушения. Физическая модель малоамплитудных разрывных нарушений не дает возможности проследить напряженно деформированное состояние массива в процессе образования нарушенное™, в связи с чем, была создана компь ютерная модель. Учитывая, что при физическом моделировании в формировании ма лоамплитудной нарушенное™ принимали участие множество механизмов, при компьютерном моделировании более конкретно рассматривался лишь один из механизмов образования малоамплитудных нарушений. Компьютерная модель создавалась с применением метода дискрет ных элементов. Разрушение модели производилось путем приложения к ее границам касательных напряжений. В целом это соответствует одному из этапов физического моделирования, что дает возможность сравнивать компьютерную и физическую модели. На компьютерной модели, так же как и на физической, фиксирование полученных данных происходили по этапно. На рис. 4 и 5, показаны контурные карты нормальных и касатель ных напряжений возникающих в процессе моделирования разрывов (зна чения представлены в виде концентраций напряжений в конкретной точ ке). Из рисунков 4 и 5 видно, что начальная стадия формирования нару шенное™ характеризуется концентрацией касательных и нормальных на пряжений в левом нижнем уг лу модели. Это приводит к зарождению глав ного нарушения расположенного вдоль диагонали модели. В процессе на гружения модели в этой зоне образуется нарушение параллельное главно му. Более высокие значения касательных напряжений, распространяющие ся в нижней части модели послужили почвой для формирования более 38 1‘ис. 4. Изогипсы нормальных напряжений по оси X (слева), V (справа) на 1, 4, 7 и 10 этапах моделирования. мелких нарушений оперяющих крупные разрывы. На векторных картах в них местах расположены вихри, которые отображают концентрацию на пряжений. На основе полученных результатов можно произвести сравнение двух моделей для определения достоверности моделирования процесса образова ния малоамплитудной разрывной нарушенности. Сравнение компьютерной 39 Рис. 5. Изогипсы касательных напряжений по оси X (слева), V (справа) на 1, 4, 7 и 10 этапах моделирования. 0 500 1000 1500 2000 2500 и физической моделей осуществлялось на одних и тех же стадиях модели рования. На начальной стадии наблюдаются многочисленные сдвиговые де формации, локализованные в области действия наибольших касательных напряжений. Зарождение разрывов, ориентированных вдоль одной диаго нали происходит одновременно на двух моделях. Места образования раз рывов характеризуются однотипными изменениями области деформирова- 40 нии при обоих способах моделирования. Происходит развитие области 'рсщипомггости, распространяющейся к середине модели и ее боковым ЧИСТИМ. На стадии формирования тектонических разрывов происходит рас- нрж I ранение сдвиговых нарушений в центральные части моделей. Мно- мгжеленные разрывы объединяются в магистральный разрыв с макси м альной амплитудой в центре. Образовываются новые системы трещин параллельно магистральной. Одновременно происходит формирование I рощиц с малой амплитудой, которые оперяют наибольшие разрывы. Все нНра юианные трещины имеют одинаковую ориентацию. При этом значе нии нормальных и касательных напряжений увеличивается. Заключительная стадия, в обеих моделях, характерна развитием на- мпиишихся тенденций. Образовываются совокупности нарушений близ кий конфигураций, число и амплитуда которых количественно растет. ( равнение этапов зарождения и развития нарушенное™ при различ ный способах моделирования показывает, что процесс формирования на рушений протекает идентично. Это свидетельствует о том, что механизм нОрл ыаания этих нарушений был единым и область, на которой располо жены гакие нарушения можно использовать для тренировки и прогноза с милованием нейронных сетей [3]. Применение полученных результа- юи при прогнозировании сократит время на тренировку сета и повысит •и рпшность прогноза. С П И С О К Л И Т Е Р А Т У Р Ы I Кузнецов Т.Н., Будько М.Н., Васильев Ю.И. и др. Моделирование проявление горного давления. Л. «Недра», Ленингр. отд-ние, 1968, 279 стр. .’ Мерзликин А.В. Журба В.В. Статистический анализ малоамплизуд- ных разрывных нарушений угольных пластов // Проблемы горного давления. Сборник научных трудов, Донецк, 2001. - № 5,- С. 20-27. 1 Назимко В.В, М ерзликин А.В., Захаров В.С. Прогноз мелкоамплитуд ных разрывных нарушений угольных пластов с помощью нейронных сегей и генетических алгоритмов // Геотехнологии на рубеже XXI ве ки. г. II - Донецк: ДУНПГО, 2001. - С. 9-15.

Процесс образования малоамплитудных разрывных нарушений под действии сдвигающих нагрузок

Репозитарії

Схожі ресурси