Рычков Б.А.  

О пределах упругости и прочности горных пород

Характерная особенность горных пород - большое отношение предела упругости (прочности) при сжатии к соответствующему пределу при растяжении. При неравномерном трехосном сжатии с изменением вида напряженного состояния совокупность минимального и максимального главных напряжений образует закономерное семейство кругов Мора, обладающее огибающей линией. Эти круги можно «восстановить», зная диаграмму сжатия стандартного цилиндрического образца породы. Для этого ещё достаточно определить отношение нормального напряжения к касательному напряжению в точке касания огибающей круга Мора при сжатии. Определить данную точку можно, задав определенным образом аналитическую зависимость между экстремальными главными напряжениями, которая содержит некоторые материальные параметры, определяемые с использованием свойств огибающей. Кроме того, на координаты указанной точки влияет вид участка диаграммы сжатия в упругой области деформирования. Для пористых материалов этот участок нелинейный до напряжения, примерно в десять раз меньшего предела упругости. У таких материалов отношение предельных напряжений при сжатии к таковым при растяжении значительно больше, чем у  материалов с линейной зависимостью между напряжением и упругой деформацией на диаграмме сжатия. Это, в свою очередь, сказывается на расположении точки касания огибающей круга Мора на сжатие. Предлагается эмпирическое соотношение между координатами этой точки и значением пористости породы (представляемой в процентах в качестве петрографической характеристики). Задача прогноза предельных кругов Мора упрощается, если наряду с пределом упругости (прочности) известен такой предел при растяжении. Получаемая таким образом огибающая предельных кругов Мора существенно отличается от прямолинейной огибающей, касающейся предельных кругов при растяжении и сжатии. Расчетный (переменный) угол внутреннего трения достаточно хорошо соответствует ориентации плоскости среза, наблюдаемой в эксперименте.


К списку докладов