Свойства горных пород в условиях пульсирующего нагружения

14.11.2019

В горной практике встречаются технологические процессы, которые сопровождаются многократным воздействием нагрузок на массив горных пород. Такие нагрузки отличаются длительностью действия, носят периодический характер и изменяются во времени по различным законам, вызывая усталость горных пород. Для горнотехнических процессов характерен преимущественно синусоидальный (пульсирующий) закон нагружения горных пород в массиве.

Усталостные явления проявляются в массиве горных, пород при бурении шпуров и скважин, импульсивном механическом разрушении в процессе работы очистных и проходческих машин импульсного действия, пульсирующем разрушении тонкими струями, а также от вибраций при работе разного рода горных машин и механизмов.

Уменьшение сопротивляемости горных пород разрушению от воздействия повторно-переменных нагрузок (явление усталости) должно учитываться при расчетах процессов разрушения горных пород и устойчивости горных выработок.

Практически установить предел усталости горных пород можно только в лабораторных условиях на образцах, приближая при этом условия их нагружения и деформирования к естественным.

Наибольшие напряжения, при которых образец горной породы длительное время может сохранять устойчивость (сплошность) в условиях переменных нагрузок без разрушения, называют пределом усталостной прочности Rу.

Цикл переменного нагружения, в частном случае пульсирующего, представляет собой совокупность последовательных значений переменных нагружений за один период процесса их изменений. Напряжение цикла о(t) может быть выражено уравнением

где ocp — среднее напряжение цикла; oa — амплитуда цикла; f(t) — непрерывная периодическая функция, характеризующая форму цикла, изменяющаяся в пределах -1 < f(t) < +1 и, как правило, близкая к синусоиде.

Наибольшее и наименьшее нормальные напряжения цикла omax и оmin, а среднее напряжение цикла
Свойства горных пород в условиях пульсирующего нагружения

Амплитуда оa характеризует отклонение напряжения во время цикла от среднего напряжения.

В зависимости от соотношения величин наибольшего и наименьшего напряжений цикла может быть: симметричным — знакопеременным, когда omax равно по величине и противоположно по знаку Omax; несимметричным, когда omax не равно omin; пульсирующим, когда omin = 0.

Величина р = omin/оmax называется коэффициентом асимметрии цикла. Для симметричного цикла omax = -omin и р = -1, для пульсирующего цикла р=0.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна