РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
2008
№2
ГЕОМЕХАНИКА
УДК 624.131.21+539.37
ВЛИЯНИЕ СЛАБЫХ СОТРЯСЕНИЙ НА СТАТИЧЕСКИ НАПРЯЖЕННЫЙ
МАССИВ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ <...> Эксперимент, сыпучий материал, сдвиг, дилатансия, релаксация напряжений, пористость,
малые возмущения
Соотношения между напряжениями и деформациями различных материалов, в том числе
горных пород, находящихся в упруго-пластическом состоянии, рассматривались во многих
теоретических и экспериментальных работах, например [1 – 5]. <...> 3
ГЕОМЕХАНИКА
ФТПРПИ, № 2, 2008
ненных условиях и при одноплоскостном прямом срезе. <...> С учетом масштаба
5
ГЕОМЕХАНИКА
ФТПРПИ, № 2, 2008
записи процесса деформирования графически определяют абсолютные значения приращения
Δα и ΔH . <...> Зависимость угла наклона дилатансионных кривых от насыпного веса различных материалов: а — мраморная крошка размером 3 – 5 мм (кривая 1), кварцевый песок размером 0.3 мм (кривая 2); б — полистироловые шарики диаметром 4 мм; в — железные окатыши диаметром
2 – 4 мм; ● — уплотнение циклическим деформированием; — обстукивание стенок камеры резиновым молотком
Рассмотрим влияние слабых сотрясений на изменение объема кварцевого песка при сдвигах (рис. <...> Для этих целей в камеру нагружающего устройства снаружи вмонтировался электромагнитный генератор микросейсмических импульсов, вызывающих слабое сотрясение с периодом ≈ 1 с, которые через стенку камеры оказывали импульсное возбуждение частиц на их
контактах. <...> Изменение высоты образца в зависимости от числа слабых сотрясений (масштаб изменения высоты образца по сравнению с приведенной шкалой увеличен в 2 раза)
Как видно из рисунка, на начальной стадии диаграммы при включении генератора в такт
каждому импульсу возникает “скачок” смещений, величина которого с увеличением числа импульсов уменьшается, и процесс скачообразного перехода из одного равновесного состояния в
другое достаточно быстро <...>
Физико-технические_проблемы_разработки_полезных_ископаемых_№2_2008.pdf
РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК
СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ
2008
ГЕОМЕХАНИКА
УДК 624.131.21+539.37
ВЛИЯНИЕ СЛАБЫХ СОТРЯСЕНИЙ НА СТАТИЧЕСКИ НАПРЯЖЕННЫЙ
МАССИВ СЫПУЧЕЙ СРЕДЫ
А. П. Бобряков
Институт горного дела СО РАН,
Красный проспект, 54, 630091, г. Новосибирск, Россия
Приведены результаты исследований зависимости скорости дилатансии и касательных напряжений
при сдвиге анизотропной сыпучей среды от ее исходной пористости. Определено
влияние малых периодически повторяющихся возмущений на напряженно-деформированное
состояние сыпучего образца. Установлено полное подобие процессов релаксации напряжений
при простом сдвиге и одноплоскостном прямом срезе.
Эксперимент, сыпучий материал, сдвиг, дилатансия, релаксация напряжений, пористость,
малые возмущения
Соотношения между напряжениями и деформациями различных материалов, в том числе
горных пород, находящихся в упруго-пластическом состоянии, рассматривались во многих
теоретических и экспериментальных работах, например [1 – 5]. Наглядное представление о различных
стадиях процесса деформирования получают из рассмотрения диаграмм деформации
тела под воздействием возрастающей нагрузки [6].
Сыпучие материалы также относятся к упруго-пластическим, однако в отличие от твердых
тел они не воспринимают деформаций растяжения. Все деформации внутри среды могут быть
разделены на деформации сжатия, при которых частицы преимущественно сближаются, и
сдвига, когда частицы за счет проскальзывания могут изменять объем пор (эффект дилатансии).
Известные в настоящее время литературные данные по дилатансии довольно полно отражены
в обзорах [7, 8]. В [9 – 11] приведены экспериментально полученные закономерности дилатирования
материала для трех видов нагружений, простым сдвигом, при изломах траектории
деформирования, при нагружении с непрерывным поворотом главных осей деформаций.
В последнее время значительное внимание уделяется вопросам изучения влияния малых
возмущений на поведение статически напряженной блочной среды при разных условиях и видах
нагружений. В работах [12, 13] рассмотрено влияние сейсмоисточника на материал в стесРабота
выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований, проект № 05-05-65343,
и междисциплинарного интеграционного проекта СО РАН № 18.
3
№ 2
Стр.1