ВЛИЯНИЕ ГРАНИЦЫ РАЗДЕЛА ПОРОД НА НАПРЯЖЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КРЕПИ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ СЕЙСМИЧЕСКОМ ВОЗДЕЙСТВИИ

Аннотация

Предложена методика оценки напряженного состояния подземных конструкций при сейсмических воздействиях землетрясений, позволяющая учитывать отражение и преломление сейсмических волн на границе раздела пород с разными деформационными характеристиками. В основе методики лежит аналитическое решение плоской квазистатической задачи теории упругости о напряженном состоянии кольца, подкрепляющего отверстие вблизи линии контакта двух полуплоскостей. Среда, имеющая отверстие, нагружена на бесконечности и прямолинейной границе напряжениями, взятыми из известного решения динамической задачи об отражении и преломлении
плоских гармонических волн на границе раздела. Решение рассматриваемой квазистатической задачи получено с использованием теории аналитических функций комплексного переменного, интегралов типа Коши и комплексных рядов. Решение сведено к итерационному процессу, на каждом шаге которого уточняется влияние границы раздела на напряженное состояние кольца, моделирующего крепь выработки. Выявлены условия, при которых наблюдается возрастание амплитуд горизонтальных напряжений на границе раздела и сейсмических напряжений в подземной
конструкции. Получены зависимости амплитуд напряжений на линии контакта от угла падения сейсмических волн при разных характеристиках контактирующих сред. Выполнено сравнение результатов расчета крепи круговой выработки, полученных с использованием предлагаемого подхода и стандартной методики. Использование разработанной методики позволило выявить возможность значительного увеличения сейсмической нагрузки на крепь горной выработки при наличии вблизи нее границы раздела разных пород. Сделаны предложения по распространению
используемого подхода на расчет крепи выработок некругового поперечного сечения и подземные сооружения, расположенные на небольшой глубине.