Статья

Наименование	Слоистость и анизотропия прочности горных пород
Авторы	Литвинский Г. Г., д. т. н., проф.
Раздел	Горные науки
Год	2015	Выпуск	45	Страницы	5 - 12
УДК	531;550.8;624.1			EDN	VTPUNL
Аннотация	Рассмотрена проблема учета слоистости и анизотропии прочности скальных массивов и горных пород. Показаны пути определения диаграммы прочности горных пород при одноосном сжатии и растяжении. Изучены вопросы паспорта прочности слоистой породы. Предложен алгоритм построения эпюры прочности на породном контуре горной выработки произвольной формы с учетом слоистости горных пород.
Реферат	Цель. Состоит в изучении влияния слоистости горных пород на прочностные их показатели для оценки устойчивости горных выработок при их проектировании и эксплуатации, особенно в сложных горно-геологических условиях больших глубин разработки. Методика. На основе анализа основных типов слоистости и поверхностных ослаблений в осадочных горных породах сформулирована модель учета влияния слоистости и поверхностных неоднородностей на прочностных свойства типичных горных пород. Используя диаграмму О. Мора, построены полярные и декартовые диаграммы изменения прочности слоистых пород в зависимости от угла поворота главных площадок напряжений относительно слоистости. Показаны приемы графического учета слоистости при построении паспортов прочности горных пород с учетом базовых положений аналитической теории прочности. Предложены приемы построения эпюр прочности горных пород при их сжатии и растяжении на контуре горной выработки произвольной формы, пройденной в слоистых породах. Результаты. Выполненные исследования позволяют решить ряд важных методических и научных задач, возникающих при проектировании и эксплуатации горных выработок в слоистых породах: установлены характерные для осадочных горных пород особенности слоистости и появления поверхностей ослабления на контактах между пластами и прослойками, предложена модель построения диаграммы прочности слоистых пород в декартовых и полярных координатах при одноосных сжатии и растяжении. Эти подходы были распространены на оценку влияния слоистости на анизотропию прочности горных пород при произвольной объемном напряженном состоянии скального массива в виде паспортов прочности на диаграмме О. Мора. В итоге раскрыта важная роль слоистости пород на их прочность в зависимости от ориентации их поверхностей ослабления. Научная новизна. Впервые получены диаграммы О. Мора с паспортами прочности слоистых горных пород при произвольном их объемном напряженном состоянии и с учетом базовых положений аналитической теории прочности. Даны научные основы построения эпюр прочности породного контура горных выработок произвольной формы, пройденных в неоднородных слоистых породах или в породах с прочностной анизотропией. Практическая значимость. Проведенные исследования позволяют горному инженеру в проектных и производственных организациях: 1) определять деформационно-прочностные параметры слоистых горных пород; 2) использовать диаграмму паспортов прочности для оценки и учета влияния слоистости и поверхностей ослаблений, снизить трудоемкость испытаний слоистых пород; 3) с помощью предложенной методики учитывать влияние на прочность пород произвольных систем трещин в скальных массивах; 4) строить эпюру прочности породного контура вокруг выработки произвольной формы; 5) повысить надежность и эффективность проектирования подземного строительства.
Ключевые слова	горная порода, скальный массив, анизотропия прочности, полярная диаграмма прочности, паспорт прочности, породный контур, эпюра прочности.
Финансирование
Благодарности
Список источников	1. Литвинский Г.Г. Аналитическая теория прочности горных пород и массивов: монография / Г.Г. Литвинский. – Донецк: Норд-Пресс, 2008. – 207 с. 2. Пустовалов Л.В. Петрография осадочных пород: учебное пособие / Л.В. Пустовалов. - М: Гостоптехиздат, 1940. - Ч. II. 420 с. 3. Глушихин Ф.П. Моделирование в геомеханике / Ф.П. Глушихин, Г.Н. Кузнецов, М.Ф. Шклярский, В.Н. Павлов, М.С. Золотников. – М.: Недра, 1991. – 240 с. 4. Мюллер Л. Инженерная геология. Механика скальных массивов / Л. Мюллер. - М: Мир, 1971. – 236 с. 5. Рац М.В. Трещиноватость и свойства трещиноватых горных пород / М.В. Рац, С.Н. Чернышев. - Москва: Недра, 1970. — 164 с. 6. Шкурский Е.Ф. Шахтная геология / Е.Ф. Шкурский. - Алчевск: ДонГТУ, 2007. – 145 с.
Полный текст