Книга: Каркашадзе Г. Г. «Механическое разрушение горных пород»

Серия: "Высшее горное образование"

Рассмотрены особенности деформирования и разрушения горных пород. Приведены критерии прочности. Изложены основы механики рассеянных повреждений, линейной механики разрушения и механизма роста трещин. Описаны основные эффекты процессов разрушения. Даны решения прикладных задач разрушения горных пород с применением критериев прочности, описания лабораторных работ по определению прочностных свойств пород.
Для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Физические процессы горного или нефтегазового производства» направления подготовки дипломированных специалистов «Горное дело». Может быть полезна аспирантам и преподавателям горных вузов и факультетов.

Содержание:

Введение...... 5 1. Связь петрографических и прочностных характеристик горных пород...... 6 2. Классификация типов и режимов разрушения твердых тел...... 13 3. Особенности деформирования горных пород...... 19 4. Теоретическая прочность идеального кристалла...... 23 5. Основные принципы построения критериев прочности и пластичности...... 26 6. Классические критерии прочности и пластичности...... 28 6. 1. Критерий наибольших нормальных напряжений...... 29 6. 2. Критерий наибольших линейных деформаций...... 29 6. 3. Критерий наибольших касательных напряжений...... 30 6. 4. Критерий максимальной удельной энергии формоизменения...... 31 7. Критерии прочности и пластичности для материалов, неодинаково сопротивляющихся растяжению и сжатию...... 35 7. 1. Критерий прочности Кулона-Навье...... 35 7. 2. Критерий прочности Мора...... 38 7. 3. Стандартная огибающая кругов Мора для горных пород...... 45 7. 4. Критерий Баландина...... 51 7. 5. Критерий Шлейхера-Надаи...... 52 7. 6. Достоинства и недостатки критериев прочности и пластичности...... 52 8. Механика рассеянных повреждений...... 54 8. 1. Общие представления о построении критериев длительной прочности...... 54 8. 2. Принцип линейного суммирования повреждений...... 57 8. 3. Кинетическое уравнение поврежденности...... 60 8. 4. Кинетическая теория прочности. Критерий С. Н. Журкова...... 61 8. 5. Обоснование величины эквивалентного напряжения в уравнении долговечности...... 65 8. 6. Определение термокинетических параметров горных пород на основе базовых прочностных свойств...... 68 8. 7. Критерии механики рассеянных повреждений Качанова...... 70 Контрольные вопросы...... 73 9. Механика распространения трещин и разрушения...... 75 9. 1. Концентрация напряжений...... 75 9. 2. Напряженно-деформированное состояние в вершине трещины...... 80 9. 3. Условие хрупкого разрушения и распространения трещин по Гриффитсу...... 87 9. 4. Критерий Ирвина...... 92 9. 5. Модель хрупкой трещины с зоной ослабленных связей в вершине трещины...... 96 9. 6. Механизм вязкого разрушения. Пластичность тел с трещинами...... 99 9. 7. Инвариантные Г-интеграл Черепанова и J-интеграл Райса ...... 102 Контрольные вопросы...... 108 10. Основные эффекты процессов разрушения...... 110 11. Некоторые прикладные задачи разрушения горных пород...... 117 11. 1. Самоподдерживающееся разрушение при горном ударе...... 117 11. 2. Механизм хрупкого разрушения при ударе твердым телом по полупространству...... 126 11. 3. Модель расчета эффективности взрывной отбойки породного массива скважинными зарядами...... 140 11. 4. Оптимизация расположения сетки скважин при взрывной отбойке породного массива...... 146 11. 5. Исследование влияния комбинации касательных и нормальных напряжений на контуре скважин на эффективность взрывной отбойки породного массива...... 150 11. 6. Энергонасыщение породного массива при взрывной отбойке под действием источников напряжений, имеющих эллиптическое поперечное сечение...... 158 11. 7. Энергозатраты на стадиях дробления и измельчения горных пород...... 165 Контрольные вопросы...... 174 12. Описание лабораторных работ по механическому разрушению горных пород...... 176 12. 1. Определение предела прочности горных пород при одноосном сжатии...... 176 12. 2. Определение предела прочности горных пород при сжатии в сухом и водонасыщенном состоянии...... 179 12. 3. Определение предела прочности горных пород при многократном раскалывании и сжатии...... 181 12. 4. Определение предела прочности горных пород при растяжении...... 184 12. 5. Определение предела прочности горных пород при срезе со сжатием...... 187 12. 6. Определение предела прочности на растяжение при изгибе горной породы...... 190 12. 7. Определение предела прочности образцов произвольной формы при разрушении встречными сферическими инденторами...... 193 12. 8. Определение сопротивления горной породы ударным воздействиям...... 196 12. 9. Определение энергозатрат при разрушения горных пород на маятниковом копре...... 198 12. 10. Определение разрушаемости горных пород одиночным ударом...... 201 12. 11. Определение контактной прочности горных пород...... 203 12. 12. Определение вязкости разрушения и поверхностной энергии разрушения горных пород...... 204 12. 13. Определение абразивности горных пород...... 207 12. 14. Определение энергоемкости выкола в зависимости от энергии удара...... 209 12. 15. Оптимизация разрушения горных пород выколом в зависимости от формы индентора...... 212 12. 16. Исследование влияния нагрева на показатели механического дробления и измельчения горных пород...... 213 Список литературы...... 216

Издательство: "Московский государственный горный университет" (2004)

ISBN: 5741803016