В.К.Багазеев Основы горной геомеханики. Курс лекций Екатеринбург, 2021 удк 622. 831 Рецензенты Зотеев О. В. Вандышев А. М
 Скачать 4.36 Mb.
|
|
Тема 8. Расчетно-аналитические задачи геомеханики 8.1. Расчет коэффициента крепости пород по результатам разрушения образца при одноосном сжатии ЗАДАНИЕ 1. Рассчитать коэффициент крепости породы f по результатам разрушения образца усилием P при одноосном сжатии.
РЕШЕНИЕ. Крепость – общепринятое условное понятие, символизирующее совокупность механических свойств горных пород, проявляющихся в различных технологических процессах при добыче и переработке полезных ископаемых. Крепость – это способность пород сопротивляться разрушению. Оценивается крепость коэффициентом крепости пород f (по М. М. Протодъяконову). Коэффициент крепости пород f определяется по величине разрушающего усилия Pпри одноосном сжатии по формуле:  где  – сопротивление породы образца сжатию;  – площадь поперечного сечения образца;  – коэффициент, учитывающий форму образца, принимается по таблице в зависимости от соотношения  где h – высота образца; d – диаметр образца:
Величина f определяется по формулам:     (Единицы измерения: 1 кгс  8.2. Построение паспорта прочности пород ЗАДАНИЕ 2. Построить графическую зависимость касательных напряжений  от величины нормальных  (паспорт прочности пород) по результатам стабилометрических испытаний трех образцов:  ,  , записать уравнение прочности породы в виде 
РЕШЕНИЕ. Паспорт прочности представляет собой графическую зависимость между касательными напряжениями и нормальными , при которых происходит разрушение породы. График такой зависимости строится по результатам разрушения образцов породы в специальных приборах: стабилометрах (с определением напряжений при объемной нагрузке, косого сдвига), срезных приборах и др. (рис. 8.1)  Рис. 8.1. Схемы приборов для определения прочности скальных и полускальных пород:а – методом косого сдвига; б – стабилометр; 1 – динамометр; 2 – камера; 3 – образец скальной или полускальнойпороды; 4 – вода под давлением для создания боковой нагрузки Для скальных и полускальных пород график зависимости  представляет собой касательную (огибающую) кругов Мора, построенных по результатам измерения и  . График огибающей кругов Мора стоится в координатной сетке - в масштабе в 1 см 10 МПА.   Рис. 8.2. Паспорт прочности пород На оси находятся центры двух-трех кругов (окружностей):  и сами окружности , проводится касательная, с полученного графика (обычно прямой) снимаются размеры (рис. 8.2) при  и угол  – угол внутреннего трения пород. Составляется уравнение прямой: 8.3. Оценка устойчивости пород выработки по величине их сопротивления сжатию ЗАДАНИЕ 3. Оценить устойчивость пород с коэффициентами крепости f, средней (сильнотрещиноватой, монолитной) структуры на глубине H (м) по величине их сопротивления одноосному сжатию. Объемный вес пород  .
РЕШЕНИЕ. СНиПом допускается оценка устойчивости пород по величине безразмерного параметра:  где  – объемный вес вышележащих пород, МН/м3;  – расчетная глубина размещения выработки, м;  – расчетное сопротивление массива пород сжатию, МПа. Расчетная глубина размещения выработки, м:  где  – коэффициент, учитывающий характеристику напряженного состояния массива пород, при отсутствии экспериментальных данных  Расчетное сопротивление массива пород сжатию, МПа:  где  = 0,2 – 0,9 – коэффициент, учитывающий дополнительную нарушенность массива вышележащих пород (меньшие значения принимаются при сильной трещиноватости, максимальное – для монолитных пород); – сопротивление пород сжатию в образце, МПа. При  < 0,1 породы считаются устойчивыми, их относят к первой категории устойчивости ; при  – средние устойчивости, их относят ко второй категории; при  – неустойчивые, третьей категории и при  – весьма неустойчивые. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
