Устойчивость равновесия горных выработок в реологически сложных массивах с пористой структурой (23.08.2010)

Автор: Гоцев Дмитрий Викторович

,(при i=0), (45)

соотношениями (12), (45) и формулами

, (при i=0) (47)

) слое разномодульной крепи круговой горной выработки определяются:

соотношениями (45) и формулами

соотношениями (12), (45), (47) и формулами

неизвестных), необходимо решить следующую систему уравнений:

В §3 приведено решение задачи, постановка которой была дана в предыдущем параграфе, когда в качестве модели среды выбиралось несжимаемое упрочняющееся упруговязкопластическое тело.

) многослойной крепи в безразмерной форме запишется следующим образом:

- упругая область массива

- пластическая область массива

) слоя крепи

) слоя крепи

материала массива горных пород.

???????@

) определятся в форме

разделов зон упругого и пластического деформирования массива горных пород и многослойной крепи определяются в виде

Рис. 5 Рис.6

. В качестве модели среды принимается нес-

Рис. 7 жимаемое упрочняющееся упруго-пластическое тело.

.) запишется в следующей форме:

кольце имеет вид

На основе полученных аналитических решений проведены численные расчеты для случая, горный массив содержал вертикальную (горизонтальную) выработку, подкрепленную двухслойной крепью, причем материал массива – аргиллит, внешний слой крепи – бетон, внутренний – железобетон.

Решения, соответствующие области горного массива в безразмерном виде (характерные размеры такие же, как и в §4) представлены в форме:

имеет вид

- моделируют давление последующих слоев, при i=N - давление жидкости или газа). При этом, как и прежде полагалось, что на бесконечном удалении от полости напряжения в массиве стремятся к величине gh.

крепи сферической выработки определено в виде:

имеет вид

. При этом неизвестные константы интегрирования определятся в форме

в виде

В четвертой главе в рамках метода малого параметра найдены напряженно-деформированные состояния в массиве горных пород около некруговых вертикальных выработок с многослойными крепями. При этом формы поперечных сечений выработки и произвольного слоя разномодульной крепи брались близкими к эллиптической или правильной многоугольной формам. В качестве нулевых приближений использовались решения задач главы 3.

В §1 и §2 приводятся решения задач о нахождении напряженно-деформированнных состояний горного массива в окрестности вертикальной выработки, имеющей в поперечном сечении эллиптический контур или контур близкий по форме к правильного многоугольнику со сглаженными углами.

, т.е. начальное напряженное состояние в массиве (до проведения выработки) принимается гидростатическим. Для описания реологических свойств пород приствольной зоны массива, как и прежде, использовалась модель упрочняющегося упруго-вязкопластического тела.

от эллиптического контура, описываемого уравнением

или от контура бзизкого по форме к правильному многоугольнику и описываемому в полярных координатах формулой

показали, что достаточно ограничиться первым приближением.

В §3 и §4 строятся математические модели, описывающие напряженно-деформированные состояния горного массива вблизи вертикальной выработки и ее многослойной крепи, соответственно для случаев, когда i-ый слой крепи имеет в поперечном сечении форму эллиптического кольца (§3) или кольца близкого по форме к правильному многоугольному кольцу со сглаженными углами (§4).

В обоих случаях решения ищутся для i-ого слоя крепи (i=1,2,…N) и приконтурной области массива. Ограничимся случаем первого приближения первой итерации. В качестве нулевого приближения выбирается решение осесимметричной задачи о распределении полей напряжений и перемещений в массиве около подкрепленной круговой вертикальной выработки и в многослойной круговой крепи (см. глава 3 §3).

Рис.8 Рис. 9

Рис.10 Рис. 11


загрузка...