Journals →  Горный журнал →  2023 →  #5 →  Back

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ВЕДЕНИЯ РАБОТ
ArticleName Комплексные экспериментальные исследования механических свойств горных пород: проблемы и пути их решения
DOI 10.17580/gzh.2023.05.02
ArticleAuthor Ильинов М. Д., Коршунов В. А., Поспехов Г. Б., Шоков А. Н.
ArticleAuthorData

Научный центр геомеханики и проблем горного производства, Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, Россия:

Ильинов М. Д., зав. лабораторией, канд. техн. наук, Ilinov_md@spmi.ru
Коршунов В. А., ведущий научный сотрудник, канд. техн. наук
Поспехов Г. Б., ведущий научный сотрудник, доцент, канд. геол.-минерал. наук
Шоков А. Н., старший научный сотрудник, канд. техн. наук

Abstract

Обозначены проблемы, возникающие в процессе исследований механических свойств горных пород. Предложен единый подход к проведению исследований механических свойств пород, согласно которому при испытаниях образцов моделируют процессы, подобные процессам деформирования и разрушения породного массива. Для этого испытания образцов правильной формы рекомендовано дополнять испытаниями образцов сферическими инденторами, которые обеспечивают определение полного комплекса показателей прочности для характерных породных структур по данным каждого испытания. В условиях, когда выполнение комплексных испытаний не представляется возможным, для определения основных показателей прочности и деформируемости пород рекомендовано применять корреляционные зависимости, основанные на простейших сведениях о функциональных характеристиках монолитных образцов.

keywords Моделирование, породный массив, монолитная порода, разрушенная порода, трещина, прочность, остаточная прочность, сферический индентор, прямой метод, косвенный метод
References

1. Muller L. Rock mass behavior—Determination and application in engineering practice. Advances in rock mechanics : Proceedings of the Third Congress of the International Society for Rock Mechanics. Denver, 1974. pp. 205–215.
2. Kyznetsov G. N. Mechanical properties of rocks. Ground control : Problems and methods. Moscow : Ugletekhizdat, 1947. 180 p.
3. Goncharov I. G. Strength of stone materials in different stress state. Leningrad–Moscow : Gosstroyizdat, 1960. 124 p.
4. Yagodkin G. I., Mokhnachev M. P., Kuntysh M F. Strength and deformability of rocks in loading. Moscow : Nauka, 1971. 148 p.
5. Kartashov Yu. M., Matveev B. V., Mikheev G. V., Fadeev A. B. Durability and deformability of rocks. Moscow : Nedra, 1979. 269 p.
6. Stavrogin A. N., Protosenya A. G. Rock deformation and fracture mechanics. Moscow : Nedra, 1992. 224 p.
7. Protodyakonov M. M., Voblikov V. S., Ilnitskaya E. I. Strength testing procedure for irregular shape rock samples. Moscow : IGD im. A. A. Skochinskogo, 1961. 8 p.
8. Tien Tai Nguyen, Ngoc Anh Do, Karasev M. A., Dang Van Kien, Dias D. Influence of tunnel shape on tunnel lining behavior. Geotechnical Engineering. 2021. Vol. 174, Iss. 4. pp. 355–371.
9. Gospodarikov A. P., Trofimov A. V., Kirkin A. P. Evaluation of deformation characteristics of brittle rocks beyond the limit of strength in the mode of uniaxial servohydraulic loading. Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 256. pp. 539–548.

10. Barton N. Shear strength criteria for rock, rock joints, rockfill and rock masses: Problems and some solutions. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2013. Vol. 5, Iss. 4. pp. 249–261.
11. Sulukcu S., Ulusay R. Evaluation of the block punch index test with particular reference to the size effect, failure mechanism and its effectiveness in predicting rock strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2001. Vol. 38, Iss. 8. pp. 1091–1111.
12. Bieniawski Z. T. Estimating the strength of rock materials. Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy. 1974. Vol. 74, No. 8. pp. 312–320.
13. Singh H. K., Basu A. Evaluation of existing criteria in estimating shear strength of natural rock discontinuities. Engineering Geology. 2018. Vol. 232. pp. 171–181.
14. Glushikhin F. P., Kuznetsov G. N., Shklyarskiy M. F., Pavlov V. N., Zolotnikov M. S. Modeling in geomechanics. Moscow : Nedra, 1991. 240 p.
15. Karasev M. A., Nguyen T. T. Method for predicting the stress state of the lining of underground structures of quasi-rectangular and arched forms. Journal of Mining Institute. 2022. Vol. 257. pp. 807–821.
16. Zuev B. Yu., Zubov V. P., Fedorov A. S. Application prospects for models of equivalent materials in studies of geomechanical processes in underground mining of solid minerals. Eurasian Mining. 2019. No. 1. pp. 8–12. DOI: 10.17580/em.2019.01.02
17. Ignatyev S. A., Sudarikov A. E., Imashev A. Z. Modern Mathematical Forecast Methods of Maintenance and Support Conditions for Mining Tunnel. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 238. pp. 371–375.
18. Fisenko G. L. Methods of quantitative evaluation of structural weakening in rocks in the rock stability analysis. Current Problems of Rock Mechanics : The Fourth All-Russian Conference on Rock Mechanics. Leningrad : Nauka, 1972. pp. 21–29.
19. Labuz J. F., Arno Zang. Mohr–Coulomb Failure Criterion. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2012. Vol. 45, Iss. 6. pp. 975–979.
20. Barton N. Shear strength criteria for rock, rock joints, rockfill and rock masses: Problems and some solutions. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering. 2013. Vol. 5, No. 4. pp. 249–261.
21. Tarasov B. G. Deformation and failure patterns in rocks in high pressure : Thesis of Dissertation ... of Doctor of Engineering Sciences. Saint-Petersburg. 46 p.
22. Pankov I. L., Morozov I. A. Salt Rock Deformation under Bulk Multiple-Stage Loading. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 239. pp. 510–519.
23. Protosenya A. G., Iovlev G. А. Prediction of spatial stress–strain behavior of physically nonlinear soil mass in tunnel face area. GIAB. 2020. No. 5. pp. 128–139.
24. Ladanyi B., Archambault G. Simulation of shear behavior of a jointed rock mass. Rock Mechanics: Theory and Practice : Proceedings of the 11th Symposium on Rock Mechanics. Berkeley, 1969. pp. 105–125.
25. Eberhardt E. The Hoek–Brown Failure Criterion. Rock Mechanics and Rock Engineering. 2012. Vol. 45, Iss. 6. pp. 981–988.
26. Protodyakonov M. M. Generalized equation of the Mohr envelopes. Analysis of Physical and Mechanical Properties of Rocks in the Context of Ground Control : Collected Works. Moscow : Izdatelstvo Akademii nauk SSSR, 1962. pp. 82–89.
27. Thanh Nguyen Chi, Gospodarikov A. Hyperstatic reaction method for calculations of tunnels with horseshoe-shaped cross-section under the impact of earthquakes. Earthquake Engineering and Engineering Vibration. 2020. Vol. 19, No. 1. pp. 179–188.
28. Korchak P. A. Geomechanical prediction of growth of brittle fracture zones in the vicinity of underground excavations in over-stress rock mass. GIAB. 2021. No. 5. pp. 85–98.
29. Patton F. D. Multiple modes of shear failure in rock. Proceedings of the 1st Congress of the International Society of Rock Mechanics. Lisbon, 1966. Vol. 1. pp. 509–513.
30. Chirkov S. E. Influence of size effect on coal strength. Moscow : Nauka, 1969. 114 p.
31. Alekseev A. V., Iovlev G. A. Adjustment of hardening soil model to engineering geological conditions of Saint-Petersburg. GIAB. 2019. No. 4. pp. 75–87.
32. Mikheev G. V. Solid Rock Strength and Deformability. Analysis and Express-Method : Theses of Dissertation of Candidate of Engineering Sciences. Leningrad, 1972. 22 p.
33. Franklin J. A. Suggested method for determining point load strength. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. 1985. Vol. 22, Iss. 2. pp. 51–60.
34. Yakubovskiy M. M., Mikhailova E. A., Bazhukov A. A. Reasons of efficiency of surface miners in selective coal cutting under low temperatures. GIAB. 2021. No. 10. pp. 42–57.
35. Pavlovich A. A., Korshunov V. A., Bazhukov A. A., Melnikov N. Ya. Estimation of Rock Mass Strength in Open-Pit Mining. Journal of Mining Institute. 2019. Vol. 239. pp. 502–509.

Full content Комплексные экспериментальные исследования механических свойств горных пород: проблемы и пути их решения
Back