книги / Экспериментальная физика и механика горных пород

Предисловие............................................................................................................

3

Глава 1. Изучение прочностных и деформационных свойств горных

пород до предела и за пределом прочности при широкой вариации

видов напряженного состояния и путей нагружения........................

9

1.1. Введение............................................................................................................

9

1.2. Методика исследования прочностных и деформационных свойств гор­

ных пород до предела и за пределом прочности в широком диапазоне

видов напряженного состояния и путей нагружения...............................

10

1.2.1. Методика подготовки образцов к испытаниям и методы регист­

рации деформации и усилия..............................................................

10

1.2.2. Принцип жесткого нагружения и конструкции жестких испыта­

тельных машин для одноосного сжатия...........................................

15

1.2.3. Жесткая установка для испытания материалов в условиях объ­

емного сж ати я .....................................................................................

22

1.2.4. Установка высокого давления пропорционального (простого) и

сложного путей нагружения..............................................................

25

не видов напряженного состояния и путей нагружения...........................

28

1.3.1. Экспериментальные исследования влияния вида напряженного

состояния на механические характеристикигорных пород. . .

28

1.3.2. Исследование необратимых деформаций скальных горных по­

род ........................................................................................................

50

1.3.3. Экспериментальные исследования влияния путей нагружения на

механические свойства горных пород...............................................

57

1.4. Механизм необратимой деформации горных п о р о д ...............................

62

1.4.1. Экспериментальные исследования механизма необратимой де­

формации горных пород......................................................................

62

1.4.2. Исследования процессов хрупкого разрушения и образования

трещин отры ва.....................................................................................

71

1.4.3. Диаграммы механического состояния и модель развития необра­

тимой деформации горных п о р о д ..................................................

78

1.4.4. Функция распределения количества микроэлементов сдвига по

величине их сопротивления сдвигу и условия отбора элементов

структуры, вовлекаемых в деформационныйп р о ц ес с .....................

101

Глава 2. Влияние временного фактора на свойства горных пород . . .

109

2.1. Введение.................................................................................................................

109

2.2. Методика изучения влияния скорости деформации на свойства горных

п о р о д ....................................................................................................................

110

2.2.1. Жесткие установки для динамических испытаний в условиях

трехосного сж ат и я ..................................................................................

110

2.2.2. Жесткая установка для динамических испытаний при одноос­

ном сжатии.................................................................................................

115

2.2.3. Пружинный пресс для исследований на ползучесть в условиях

постоянно заданной нагрузки..............................................................

117

2.3. Экспериментальные исследования прочности и пластичности горных

пород при широкой вариации скорости деформирования и видов на­

пряженного состояния.........................................................................................

121

2.3.1. Исследования прочности и деформации каменных углей при

разных скоростях и давлениях..............................................................

133

2.3.2. Исследования прочности и деформации солевых горных пород

при разных скоростях деформирования...............................................

137

скоростей деформирования..................................................................

141

род ........................................................................................................................

146

2.5. Синтез статистической и кинетической теории прочности горных пород .

153

2.5.1. Модель, поясняющая механизм падения прочности с ростом

скорости деформирования......................................................................

165

2.6. Исследование влияния влажности на физико-механические показате­

ли горных пород при разных давлениях и скоростях деформирования .

170

2.6.1. Зависимость пластических характеристик горных пород от

влажности.................................................................................................

177

2.7. Исследования ползучести горных п о р о д .......................................................

179

2.8. Эффекты последействия в горных породах, вызванные предшествую­

щей необратимой деформацией......................................................................

191

Глава 3. Влияние скорости деформации на свойства горных пород за

пределом прочности и баланс энергии процесса динамического не­

управляемого разрушения.....................................................................

201

3.1. Введение................................................................................................................

201

3.2. Исследование влияния скорости деформации на свойства горных по­

род за пределом прочности .............................................................................

202

3.2.1. Упрощенный метод определения степени влияния скорости де­

формации на прочность и энергоемкость разрушения горных

п о р о д ........................................................................................................

209

3.3. Исследование баланса энергии процессов хрупкого разрушения . . .

213

3.3.1. Баланс энергии хрупкого разрушения в условиях одноосного

сжатия........................................................................................................

214

3.3.2. Баланс энергии хрупкого разрушения для пород с энергоемко­

стью запредельного деформирования > 0 ...........................................

216

3.3.3. Методика исследований..........................................................................

217

3.3.4. Результаты экспериментальных исследований...................................

220

3.3.5. Баланс энергии хрупкого разрушения для пород с энергоемко­

стью запредельного деформирования < 0 ...........................................

228

3.3.6. Баланс энергии в условиях объемного сжатия...................................

240