PATTERNS OF CHANGES IN THE STRENGTH OF SAMPLES AND OF ROCK MASS
DOI:
https://doi.org/10.25635/2313-1586.2024.04.031Keywords:
rock strength, strength certificate, Mohr circle, lateral thrust, structural weakening coefficientAbstract
A mathematical description is given and the regularities of determination and change of strength of rock samples and rock mass are revealed. The basis for determinations is the creation of a passport of their strength according to the given method, as well as its dynamic application in comparisons with tangential stresses of rocks in the zones of massif destruction formed according to Mohr's circles. Their strength is determined taking into account the lateral thrust stress in the massif and the coefficient of its structural weakening, calculated according to the exponential dependence on the intensity of the observed cracking. To recognize the noted zones, a new concept of the coefficient of ultimate lateral thrust of rocks is introduced and its analytical connection with the coefficient of structural weakening of the massif and gravitational pressure is established. According to the ratio of the accepted and ultimate lateral thrust, the criterion of stability of rocks of the massif is formulated. Using the example of calculating the strength and stability of a siltstone massif, it is shown that the minimum permissible values of the structural weakening coefficient inside the massif and on its vertical wall are determined by this criterion for a given lateral thrust. The angular directions of the shear stress restraining the destruction of the rock in the zone of its destruction are also determined. With an extreme decrease in the structural weakening coefficient of the massif, an angular interval of shear stress directions is formed, within which the rock in the destruction zone is destroyed. The strength state of the rocks of the massif are determined and predicted according to the given regularities, including warnings about possible collapses in the form of rock bursts.
References
Фисенко Г.Л., 1976. Предельные состояния горных пород вокруг выработок. Москва: Недра, 272 с.
Ставрогин А.Н., Протосеня А.Г., 1992. Механика деформирования и разрушения горных пород. Москва: Недра, 222 с.
Булычев Н.С., 1994. Механика подземных сооружений. Москва: Недра, 382 с.
Hoek E, Brown E.T., 1997. Practical estimates of rock mass strength. Rock Mech Min Sci, № 34(8), Р. 1165–1186.
Литвинский Г.Г., 2008. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов. Донецк: Норд-Пресс, 207 с.
Черданцев Н.В., 2015. Оценка состояния массива вокруг пластовой выработки. Известия вузов. Горный журнал, № 3, С. 50-56
Пирогов Е.Н., Гольцев В.Ю., 2008. Сопротивление материалов. Москва: МИФИ, С. 50.
Антонов В.А., 2024. Построение и горно-механическая интерпретация функционально-степенной модели паспорта прочности горных пород. Известия Тул-ГУ. Науки о Земле, № 3, С. 241-251.
СНиП II-94-80, 1982. Нормы проектирования. Подземные горные выработки. Москва: Стройиздат.
Иудин М.М., 2007. О трещиноватости массива горных пород. Горный ин-формационно-аналитический бюллетень, № S6, С. 279-284.
Борщ-Компониец В.И., Макаров А.Б., 1986. Горное давление при отработке мощных пологих рудных залежей. Москва: Недра, 271 с.
Рыльникова М.В., Еременко В.А., Есина Е.Н., 2014. Условия формирования зон концентрации энергии горного массива. Москва: Горная книга, С. 98.
Кузьмин Е.В., Святецкий В.С., Стародумов А.В., Иоффе А.М., Величко Д.В., 2014. Определение параметров геомеханического состояния породного массива на контурах выемочных камер. Горный информационно-аналитический бюллетень, № 12, С.177-186.
Оника С.Г., Кузьмич А.К., 2017. Комплексный метод построения паспорта прочности горной породы. Горная геомеханика и машиностроение, № 2. С. 20.
Оловянный А.Г., 2010. Боковой распор в массиве горных пород. Записки горного института. С.-Петербург, Том 185, С. 141-147.