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

Автор: Гоцев Дмитрий Викторович

внешний контур i-ого слоя крепи (i=1,2,…N) описывается уравнением

а внутренний – уравнением

Как следует из (69) и (70) внутренний и внешний контура для i-ого слоя крепи могут иметь разную форму, при этом должно выполнятся условие того, что слои крепи работают совместно без проскальзывания и отставания.

В заключении сформулированы основные результаты работы выносимые на защиту.

Получены новые теоретические результаты по устойчивости деформируемых тел с учетом пористой структуры материала и сложной реологии сжатого скелета:

предложена реологическая схема и построена математическая модель для описания напряженно-деформированного состояния сплошной среды учитывающей пористую структуру материала и сложные реологические свойства (упруго-пластические и упруго-вязко-пластические) сжатого скелета;

развита теория устойчивости деформируемых сред с пористой структурой и усложненными свойствами сжатого скелета в трехмерной постановке;

исследована задача о пространственной форме потери устойчивости процесса деформирования горного массива со сжатым скелетом, обладающим упруговязкопластическими свойствами, вблизи вертиальной выработки;

выявлено влияние начальной пористости и других физико-механических характеристик (пластичность, упрочнение, вязкость и др) на величину критического давления.

Впервые получены новые теоретические результаты в рамках ТЛТУ по устойчивости деформирования подкрепленных и свободных горных выработок с некруговыми формами поперечных сечений для модели среды, учитывающей упрочняющиеся упруговязкопластические свойства:

разработан алгоритм и дано приближенное решение трехмерных уравнений математических моделей описывающих потерю устойчивости подкрепленных горных сооружений различной формы поперечного сечения в случае неоднородных докритических состояний, зависящих от одной или двух переменных;

решены задачи об устойчивости горного массива вблизи свободных вертикальных выработок с эллиптической или близкой к правильной многоугольной формами поперечных сечений;

исследована задача устойчивости процесса деформирования горного массива с вертикальной выработкой, подкрепленной многослойной (N- слойной) крепью, когда внешний и внутренний контуры i-ого слоя крепи имеют форму эллипсов;

исследована задача устойчивости основного состояния горного массива вблизи вертикальной подкрепленной выработки с поперечным сечением близким по форме к правильному многоугольнику;

в рамках метода малого параметра развит подход к решению класса плоских задач для пористого тела, сжатый скелет которого ведет себя как упрочняющееся упруговязкопластическое тело;

выявлено влияние коэффициентов вязкости, упрочнения и других характеристик материалов горного массива и разномодульной крепи, внешних нагрузок и геометрии контуров выработки и слоев крепи на распределение полей напряжений и перемещений, а также на поведение радиусов упруго-пластических границ в массиве и разномодульной крепи;

для конкретных материалов получены критические значения параметров нагружения рассмотренных классов задач.

Впервые получены новые теоретические результаты в рамках ТЛТУ по устойчивости деформирования подкрепленных вертикальных и горизонтальных горных выработок с круговой формой поперечного сечении, а также сферических полостей для различных моделей сред:

решены задачи об устойчивости состояний равновесия подкрепленных горизонтальной, вертикальной и сферической выработок;

исследована устойчивость многослойных разнодульных крепей вертиальной выработки и сферической полости при совместном расчете крепей с массивами горных пород;

решены задачи устойчивости основных состояний бесконечной пластины с N-кольцевыми включениями и шарнирно-опертой сжимаемой упругой цилиндрической оболочки с упруговязкопластическим заполнителем при радиальном сжатии.

оценено влияние физико-механических свойств горного массива и разномодульных крепей на критические области параметров нагружения для рассмотренных классов задач.

Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях

Статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ для публикаций результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук.

1. Гоцев Д.В. Локальная неустойчивость пластин с запрессованными кольцевыми включениями при упругопластическом поведении материалов / Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин // Журнал «Прикладная механика и техническая физика», СО РАН 2001.Т.42, № 3. - С. 146-151.

2. Гоцев Д.В. Исследование устойчивости состояния равновесия многослойной крепи вертикальной горной выработки в массивах с упругопластическими свойствами /Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин //Международный научный журнал Прикладная Механика. Киев. Е39 № 3, 2003г. С. 45 – 51.

3. Гоцев Д.В. Локальная неустойчивость горизонтальных выработок с многослойной крепью в упруго-пластических массивах / Д.В. Гоцев, А.Н.Спорыхин // Журнал «Механика твердого тела», РАН 2004. №1 С. 158 – 166.

4. Гоцев Д.В. Локальная неустойчивость горизонтальных выработок многоугольной формы в упруго-вязко-пластических массивах / Д.В. Гоцев, И.А.Ененко, А.Н.Спорыхин // Журнал «Прикладная механика и техническая физика» СО РАН.-2005.-Т46.,N2.-С. 141-150.

5. Гоцев Д.В.Локальная неустойчивость горизонтальных выработок эллиптической формы в упруго-вязко-пластических массивах /Д.В. Гоцев, И.А.Ененко, А.Н.Спорыхин // Журнал «Механика твердого тела» РАН 2007. №2 С. 183 – 192.

6. Гоцев Д.В. Устойчивость подкрепленной вертикальной горной выработки эллиптической формы в массивах со сложными реологическими свойствами /Д.В. Гоцев, А.Н.Спорыхин, А.Н. Стасюк // Вестник СамГУ – Естественнонаучная серия 2008 №8/2 (67). С.41-57.

7. Гоцев Д.В. Устойчивость вертикальных горных выработок в упруговязколастических массивах с пористой структурой /Д.В. Гоцев, А.Н. Стасюк// Изв. Сарат. ун-та. Нов. сер. 2010. Т. 10. Сер. Математика. Механика. Информатика, вып 2. С. 59 – 65.

8. Гоцев Д.В. Устойчивость цилиндрических горных выработок в пористых массивах со сложной реологией сжатого скелета / Д.В. Гоцев, А.Н. Стасюк // Вестник Чувашского педагогического университета им. И. Я. Яковлева 2010 № С.31 – 39.

9. Гоцев Д.В. Отказ круговой цилиндрической трубы с реологически сложным заполнителем при радиальном сжатии / Д.В. Гоцев, А.Н. Спорыхин// Вестник ВГУ Серия: Физика, Математика. 2010. № С. 88 – 93.

Другие издания

10. Гоцев Д.В. О локальной неустойчивости деформируемого тела с N- включениями / Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин //Первая международная конференция «Экологическое моделирование и оптимизация в условиях техногенеза». Материалы конференции, г.Солигорск, 7-10 окт.1996г.- С.134.

11. Гоцев Д.В. О локальной неустойчивости в задаче о двухосном растяжении пластины, ослабленной двумя отверстиями / Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин // Нелинейные колебания механических систем. V Международная конференция, 13-16 сентября 1999г. Н.Новгород,1999.-С.116-117.

12. Гоцев Д.В. Неустойчивость многослойной крепи вертикальной горной выработки в массивах обладающих упруго-пластическими свойствами / Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин //Прикладные задачи механики и тепломассобмена в авиастроении: сб. трудов 2- ой Всероссийской научно-технической конференции, Воронеж, 2001.-Ч.1.- С. 19-24.

13. Гоцев Д.В. Исследование устойчивости состояния равновесия горного массива возле многослойной сферической крепи при упругопластическом поведении материалов / Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин // Вестник Днепропетровского университета. Механика.-2001.-Вып. 4. - С. 49-55.

14. Гоцев Д.В. Локальная неустойчивость горного массива возле многослойной сферической крепи при упругопластическом поведении материалов/ Д.В. Гоцев, А.В.Ковалев, А.Н.Спорыхин //Вестник факультета прикладной математики и механики. Воронеж, 2002.Вып. 3. С. 90-97.

15. Гоцев Д.В. Моделирование явления локальной неустойчивости горизонтальной выработки с многослойной крепью в упруго-пластических массивах /Д.В. Гоцев // Теория конфликта и ее приложения: 2-ая Всероссийская научно-техническая конференция: Воронеж, 2002. С. 242.


загрузка...