STRESS STATE SIMULATION OF INTERCHAMBER PILLARS OF ARTEMIVSK SALT DEPOSITSThe stress-strain state of interchamber pillars of Artemivsk rock salt deposit depending on width one and using finite elements method is simulated. ВСТУПОстаннім часом при моделюванні гео-механічних процесів у гірському масиві використовують аналітичні та чисельні ме-тоди моделювання [1 -4]. Перші базують-ся на математичних методах розв'язання крайових задач простими геометричними формами тіл і схем навантаження. Чисель-ні методи -не обмежені ні формою тіл, ні способом програми навантаження. Метод скінченних елементів (МСЕ) в даний час є стандартом при розв'язанні задач механіки твердого тіла, який враховує властивості гірських порід на основі будь-якої теорії міцності.При моделюванні напруженого стану міжкамерних ціликів було поставлено за мету визначення необхідного розміру ціли-ка при еліпсоїдній формі камери. Завдання моделювання -покрокове вирішення низки завдань з розмірами ціликів від 20 до 6 мет-рів. Критерієм оцінки напруженого стану в ціликах прийняті головні мінімальні (стис-каючі) напруження. За роботу була прийня-та перша теорія міцності.Згідно з даними геологічної служби ДП «Артемсіль» межа міцності солі на одноо-сьовий стиск складає 24 МПа. Враховуючи термін служби камери та реологічні проце-си було прийнято рішення ввести коефіці-єнт запасу 20%. Таким чином, межа стис-каючих напружень дорівнює 19,23 МПа. Оцінка проводилась також за коефіцієнтом вилучення солі. РЕЗУЛЬТАТИ МОДЕЛЮВАННЯМатематичне моделювання за допомо-гою МСЕ було реалізовано у програмному
Індустріальний інститут ДВНЗ «Донецький національний технічний університет» В.В. КУЛІВАР, аспірант Національний технічний університет «Дніпровська політехніка» РЕЗОНАНС В ГІРСЬКОМУ МАСИВІ ПРИ ГЕОДИНАМІЧНИХ ЯВИЩАХ Мета. Основною метою роботи є розробка деформаційного передвісника геодинамічних явищ в гірському масиві. Методи досліджень. В роботі наведені експериментальні дані з деформування і руйнування гірських порід в об'ємному напруженому стані на установці нерівнокомпонентного об'ємного стискання конструкції ДонФТІ НАН України з дослідження змін амплітуди приросту лінійних, об'ємних і зсувних деформацій та пружних параметрів гірських порід в процесі навантаження. Проаналізовано умови виникнення резонансних явищ при деформуванні і руйнуванні гірських порід. Наукова новизна. Вперше показано, що пружні характеристики гірських порід не є константами матеріалу, а змінюються за величиною і за знаком в процесі механічного навантаження. В процесі деформування гірських порід спостерігається чотири характерних етапи. З точки зору руйнування найбільш цікавим є третій етап-резонансне зростання приросту максимальної, мінімальної і зсувної деформації. Коли модуль об'ємного стискання проходить через безкінечність виникає течія, а коли він дорівнює модулю зсуву, виникає ударна хвиля і динамічне руйнування гірських порід. Практичне значення. Резонансне зростання амплітуди приросту максимальної, мінімальної і зсувної деформації є критерієм руйнування взагалі, і динамічного руйнування зокрема, що на практиці може використовуватись як передвісник або прогнозний критерій руйнування. Результати. Показано, що гірські породи є класичними ауксетиками, в яких пружні показники в процесі механічного навантаження змінюють величину і знак. Характерні деформації, при яких пружні характеристики змінюють свою величину, є квантованими і постійними для всіх матеріалів. Найбільш інформативним показником з точки зору руйнування є амплітуда приросту деформацій в процесі навантаження. Показано, що перед руйнуванням відбувається резонансне зростання амплітуди приросту лінійних і зсувних деформацій внаслідок подвійного вихрохвильового резонансу по швидкості, розмірах структур і частоті. Умовою резонансу є проходження модулю об'ємного стискання через безкінечність і зрівняння з модулем зсуву.
Purpose is to develop deformation criterion or predecessors of geodynamic phenomena within rock mass relying upon the systemized experimental data concerning rock behaviour in a volumetric field of compressive stress.Methods. Experiments as for rock deformation and failure in a volumetric stress state were carried out with the help of a device of non-uniform volumetric compression. The device was designed by Donetsk Institute for Physics and Engineering (DonIPhE) of the NAS of Ukraine. Volumetric deformations and share deformations, elastic parameters, parameters of a type of deformation state and stress state of Lode Nadai, and Lode angles were determined separately for each load grade taking into consideration corresponding increase in deformations. Sudden arching and its characteristic features were observed in longwall 2 of inclined drift of l 1 seam in Kapitalna mine.Findings. It has been demonstrated that rock are classic auxetics in which elastic factors change their values and signs. It has been determined that the characteristic deformations, in terms of which elastic characteristics change their values, are quantized and constant for each material. Four characteristic stages, inherent to all rocks despite their stress state type and comprehensive pressure value, have been singled out during deformation. It has been defined that jump of amplitude of linear and shear deformations, resulting from double vortex and wave resonance in terms of velocity, dimensions of structures and frequency (stage 3), is a failure predecessor. Increase in minimum relative deformations (i.e. oscillations of a working face of a seam) and in maximum relative deformations (i.e. oscillations of roof or walls of a mine working) up to several percent have been proposed as the failure criterion.Originality. It has been determined for the first time that in the context of volumetric stress state, deformation increase is of alternative nature; elastic characteristics of rocks are not constants of a material varying in terms of a value and a sign during mechanical loading and shear deformations are of rotational nature. Practical implications.Resonance increase in the amplitude of maximum, minimum, and shear deformation growth is a criterion of total failure and dynamic failure in particular which can be used in practice as a predecessor of a failure or its prognostic criterion.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
customersupport@researchsolutions.com
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.