Влияние скорости нагружения на прочностные характеристики горных пород

Abstract

Предмет исследований – прочностные характеристики горных пород. Цель - исследование влияния скорости нагружения на прочностные свойства горных пород. Методы исследования – теоретические и экспериментальные исследования, анализ полученных результатов. На основании анализа экспериментальных и теоретических исследований установлено, что в допредельной области напряжений с возрастанием скорости нагружения образцов горных пород их пределы прочности на сжатие увеличиваются по закону, близкому к логарифмическому, с асимптотическим приближением к определенному максимальному значению, выше которого влияние приращения скорости перестает сказываться на величине указанных параметров. Показано, что существенное влияние на предел прочности горных пород может оказывать неравнокомпонентное напряженное состояние, боковой или гидростатический подпор, температура и запредельные скорости деформирования, вызываемые динамическими напряжениями от обрушений пород или горных ударов и выбросов пород, угля и газа.

Предмет досліджень - міцнісні властивості гірських порід. Мета – дослідження впливу швидкості навантаження на міцнісні властивості гірських порід. Методи дослідження - теоретичні та експериментальні дослідження, аналіз отриманих результатів. На підставі аналізу експериментальних і теоретичних досліджень встановлено, що в домежевій області напруг зі зростанням швидкості навантаження зразків гірських порід їхня межа міцності на стиск збільшується за законом, близьким до логарифмічного, з асимптотичним наближенням до певного максимального значення, вище якого вплив збільшення швидкості перестає позначатися на величині зазначених параметрів. Показано, що істотний вплив на межу міцності гірських порід може чинити нерівнокомпонентний напружений стан, бічний або гідростатичний підпор, температура і позамежні швидкості деформування, що викликаються динамічними напруженнями від обвалень порід або гірських ударів і викидів порід, вугілля та газу.

Subject of the research is the rock strength properties. Objective of the research is to study how loading rates influence on the rock strength properties. Methods of the research is theoretical and experimental investigations and analysis of results. Basing on the analysis of experimental and theoretical studies, it is stated that in the pre-limit stress domain, with increased rate of the rock loading, the rock compressive strength also increases by a law close to the logarithmic law with an asymptotic approximation to a certain maximum value, above which further increment of the rate stops impacting on these parameters. It is further stated that a significant impact on the rock ultimate strength may cause different stress states for different components, side or hydrostatic backwater, exorbitant temperature and rates of deformation resulted from dynamic stresses due to the rocks caving or rock bumps and rock, coal and gas outbursts.