Preview

Геодинамика и тектонофизика

Расширенный поиск

К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОДЕЛИ САМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ II РОДА ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ ПРИ ОЦЕНКЕ ОСТАТОЧНЫХ ЭФФЕКТОВ

https://doi.org/10.5800/GT-2013-4-4-0111

Полный текст:

Аннотация

Анализ современных представлений об изменении начального напряженно-деформированного состояния пород при разгрузке показывает, что в изъятых из массива кернах, как правило, не происходит полной реализации энергии упругой деформации, в образцах возникают остаточные (собственные) напряжения.

В работе представлена модель в виде двух упругих элементов, которые находятся в разных напряженных состояниях, объясняющая возникновение остаточных напряжений второго рода. Модель отражает главные стадии предыстории формирования начального гравитационного напряженного состояния осадочной обломочной породы с последующей цементацией и изменение этого состояния при разгрузке. Последовательность образования породы по схеме «нагружение – цементирование» приводит к возникновению в ее элементах двух систем напряжений (по К. Терцаги): эффективных – в скелете, который воспринимает основную силовую нагрузку, и нейтральных – в жидкой фазе, в этом процессе не участвующей. После твердения жидкого раствора эффективные напряжения оказываются связанными цементирующим материалом.

Выполнен анализ изменения напряженно-деформированного состояния модели при разгрузке, носящей техногенный или природный характер, с помощью графоаналитического построения, в котором зависимости «напряжение – деформация» для элементов породы перед разгрузкой совмещены в единой системе координат, а процесс разгрузки рассмотрен из условия совместности их деформаций. Метод суперпозиции двух полей напряжений при разгрузке позволил проследить причинно-следственную связь начального напряженного состояния и образования собственных напряжений и, соответственно, самонапряженного состояния. Представленное построение делает «прозрачным» изменение напряжений между элементами модели в процессе разгрузки и потенциальной энергии и распределение ее составных частей после разгрузки, объясняющее неполную реализацию потенциальной энергии.

 

 

Об авторе

А. И. Мороз
ОАО «НИЦ «Строительство» – Научно­исследовательский, проектно­изыскательский и конструкторско­технологический институт оснований и подземных сооружений им. Н.М. Герсеванова
Россия

докт. техн. наук, заместитель начальника отдела 



Список литературы

1. Aitmatov I.T., 2003. The role of residual stresses in rocks in the formation of the source of rock bursts and induced earthquakes. In: Geodynamics and geoenvironmental problems of high-mountain regions. Bishkek, Moscow, p. 209-221 (in Russian) [Айтматов И.Т. Роль остаточных напряжений в горных породах в формировании очага горных уда¬ров и техногенных землетрясений // Геодинамика и геоэкологические проблемы высокогорных регионов. М.: Бишкек, 2003. С. 209-221].

2. Aitmatov I.T., Kazakbaeva G.O., 2012. On the superposition of external and residual stresses in optically active materials. In: Tectonophysics and current issues of the Earth sciences: Proceedings of the conference held on October 8-12, 2012. IPE, Moscow, Vol. 1, p. 25-29 (in Russian) [Айтматов И.Т., Казакбаева Г.О. О суперпозиции полей внешних и остаточных напряжений в оптически активных материалах // Тектонофизика и актуальные вопросы наук о Земле: Материалы докладов конференции 8-12 октября 2012 г. М.: ИФЗ, 2012 . Т. 1. С. 25-29].

3. Boldyrev G.G., 2008. Methods for determination of mechanical properties of soils. State-of-the-Art. Penza State University of Architecture and Construction, Penza, 696 p. (in Russian) [Болдырев Г.Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса. Пенза: ПГУАС, 2008. 696 с.].

4. Bradshaw M.J., 1977. A New Geology. Nedra, Leningrad, 279 p. (in Russian) [Брэдшоу М. Дж. Современная геология. Л.: Недра, 1977. 279 с.].

5. Bridgman P.W., 1955. The Study of Large Plastic Deformations and Rupture. Foreign Literature Publishing House, Moscow, 390 p. (in Russian) [Бриджмен П.В. Исследование больших пластических деформаций и разрыва. М.: Изд-во "Иностранная литература", 1955. 390 с.].

6. Gamsakhurdia G.R., 2000. The System of Geophysical and Petrophysical Studies of the Oceanic Crust by Deep-Water Scientific Drilling: Synopsis of PhD Thesis (doctor of technical sciences). Tver, 35 p. (in Russian) [Гамсахурдия Г.Р. Система геофизических и петрофизических исследований земной коры океанического типа при глубоководном научном бурении: Автореф. дис. д-ра техн. наук. Тверь, 2000. 35 с.].

7. Gersevanov N.M., Pol'shin D.E., 1948. The Soil Mechanics Theory and Its Practical Application. Stroyizdat, Moscow, 248 p. (in Russian) [Герсеванов Н.М., Польшин Д.Е. Теоретические основы механики грунтов и их практическое применение. М.: Стройиздат, 1948. 248 с.].

8. Goodman R.E., 1987. Introduction to Rock Mechanics. John Wiley & Sons, New York, 232 p.

9. Gorshkov G.P., Yakushova A.F., 1973. General Geology. Moscow State University Press, Moscow, 592 p. (in Russian) [Горшков Г.П., Якушова А.Ф. Общая геология. М.: МГУ, 1973. 592 с.].

10. Mitchell J.K., Soga K., 2005. Fundamentals of Soil Behavior. John Wiley & Sons, New Jersey, 577 p.

11. Moroz A.I., 2004. The Self-Stress State of Rocks. Moscow State Mining University Press, Moscow, 288 p. [Мороз А.И. Са-монапряженное состояние горных пород. М.: МГГУ, 2004. 288 с.].

12. Nadai A., 1954. Ductility and Fracture of Solids. Foreign Literature Publishing House, Moscow, 647 p. (in Russian) [На- даи А. Пластичность и разрушение твердых тел. М.: Изд-во "Иностранная литература", 1954. 647 с.].

13. Ponomarev V.S., 2008. Energy Saturation of Geological Medium. In: Proceedings of the Geological Institute of RAS. Nauka, Moscow, Vol. 582, 379 p. (in Russian) [Пономарев В.С. Энергонасыщенность геологической среды // Труды Геоло-гического института РАН. М.: Наука, 2008. Вып. 582. 379 с.].

14. Rebetsky Yu.L., 2008. Mechanism of generation of tectonic stresses in areas high vertical movements. Fizicheskaya Mezo- mekhanika (Physical Mesomechanics) 1 (11), 66-73 (in Russian) [Ребецкий Ю.Л. Механизм генерации тектонических напряжений в областях больших вертикальных движений // Физическая мезомеханика. 2008. Т. 1, № 11. С. 66-73].

15. Revuzhenko A.F., Lavrikov S.V., Klishin S.V., 2005. A structurally heterogeneous rock massif as a medium with internal energy sources and sinks. In: Proceedings of International Conference «Problems and prospects of development of mining sciences» (1-5 November 2004). Vol. 1: Geomechanics. Institute of Mining Science of SB RAS, Novosibirsk, p. 214-219 (in Russian) [Ревуженко А.Ф., Лавриков С.В., Клишин С.В. Структурно-неоднородный горный массив как среда с внутренними источниками и стоками энергии // Труды Международной конференции: «Проблемы и перспективы развития горных наук» (1-5 ноября 2004 г.) Т. 1: Геомеханика. Новосибирск: Институт горного дела СО РАН, 2005. С. 214-219].

16. Ruppeneyt K.V., 1954. Some Issues of Rock Mechanics. Ugletekhizdat, Moscow, 383 p. (in Russian) [Руппенейт К.В. Некоторые вопросы механики горных пород. М.: Углетехиздат, 1954. 383 с.].

17. Ruppeneyt K.V., Lieberman Yu.M., 1960. Introduction to Rock Mechanics. Gosgortekhizdat, Moscow, 356 p. (in Russian) [Руппенейт К.В., Либерман Ю.М. Введение в механику горных пород. М.: Госгортехиздат, 1960. 356 с.].

18. Stavrogin A.N., Shirkes O.A., 1986. Aftereffect in rocks caused by preexisting irreversible deformations. Journal of Mining Science 22 (4), 235-244. http://dx.doi.org/10.1007/BF02500847.

19. Terzaghi K., Peck R., 1958. Soil Mechanics in Engineering Practice. Gosstroyizdat, Moscow, 608 p. (in Russian) [Терца- ги К., Пек Р. Механика грунтов в инженерной практике. М.: Госстройиздат, 1958. 608 с.].

20. Timoshenko S.P., 1972. The Course of the Theory of Elasticity. Naukova Dumka, Kiev, 508 p. (in Russian) [Тимошенко С.П. Курс теории упругости. Киев: Наукова Думка, 1972. 508 с.].

21. Trofimov V.T., Korolev V.A., Voznesensky E.A., 2005. Soil Science. Moscow State University Press, Moscow, 1024 p. (in Russian) [Трофимов В.Т., Королев В.А., ВознесенскийЕ.А. Грунтоведение. М.: МГУ, 2005. 1024 с.].

22. Uskov V.A., 2000. Self-destruction of rocks around underground workings. Gornyi Zhurnal (Mining Journal) 10, 16 (in Rus-sian) [Усков В.А. Саморазрушение пород вокруг подземных выработок // Горный журнал. 2000. № 10. С. 16].

23. Vlokh N.P., Lipin Ya.I. Sashurin A.D., 1972. The study of residual stresses in hard rock. In: Modern problems of rock me-chanics. Nauka, Leningrad, p. 186-189 (in Russian) [Влох Н.П., Липин Я.И., Сашурин А.Д. Исследование остаточных напряжений в крепких горных породах // Современные проблемы механики горных пород. Л.: Наука, 1972. С. 186-189].


Для цитирования:


Мороз А.И. К ВОПРОСУ ОБ ИСПОЛЬЗОВАНИИ МОДЕЛИ САМОНАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ II РОДА ОСАДОЧНОЙ ГОРНОЙ ПОРОДЫ ПРИ ОЦЕНКЕ ОСТАТОЧНЫХ ЭФФЕКТОВ. Геодинамика и тектонофизика. 2013;4(4):435-445. https://doi.org/10.5800/GT-2013-4-4-0111

For citation:


Moroz A.I. A MODEL OF THE SELF-STRESS STATE OF THE SEDIMENTARY ROCK AND ITS APPLICATION TO ESTIMATION OF RESIDUAL EFFECTS. Geodynamics & Tectonophysics. 2013;4(4):435-445. (In Russ.) https://doi.org/10.5800/GT-2013-4-4-0111

Просмотров: 356


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2078-502X (Online)