Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Ударные волны в скальных горных породах

Ударные волны в скальных горных породах


В отличие от грунтов и мягких пористых пород, в скальных горных породах процессы, возникающие при приложении к ним значительных напряжений, например при сильных взрывах, имеют принципиально иную картину. Так, если в мягких породах при нагрузках выше критических наблюдается уплотнение среды и связанные с ним пластические явления, то в твердых горных породах наблюдается их разрушение при определенных критических напряжениях вследствие конечной прочности пород на разрыв. При этом характер разрушения горных пород различный и зависит от вида разрушающих напряжений. Так, при взрыве в твердых горных породах могут образовываться трещины скола, условие образования которых следующее:
Ударные волны в скальных горных породах

при 0р≥2τ — σ*, и трещины отрыва, условие образование которых
Ударные волны в скальных горных породах

где σθ — текущее значение касательных напряжений; τ* — критическое значение касательных напряжений; р0 — начальное давление во взрывной полости; σ* — критическое значение растягивающих напряжений.
Фронт разрушения, т. е. поверхность, разделяющая разрушенную область среды от неразрушенной, который при взрыве в скальных горных породах распространяется по среде с конечной скоростью, является поверхностью сильного разрыва — ударной волной либо контактным разрывом.
Так же, как и в случае исследований эффектов взрыва в мягких горных породах, при взрывах в скальных горных породах возникают практические задачи определения границы зоны трещиноватости, объема разрушенной породы и характера разрушений, а также параметров излучаемых при взрывах волн.
В общем случае при аналитическом решении данной задачи материал в разрушенном и неразрушенном состоянии будет описываться уравнениями упругопластического деформирования среды. Причем в случае, если разрушение материала происходит на достаточно мелкие куски (трещины скола), размеры которых малы по сравнению с линейными величинами, входящими в уравнения задачи, данная область может быть описана аналогично мягким пористым породам, и к среде в данной области можно применить условие пластичности в виде (VI.3).
Картина разрушения твердой породы, а следовательно, и волновая картина, наблюдаемая при взрыве в такой среде, может быть самой различной, в зависимости от физических свойств материала (хрупкая и нехрупкая горная порода), величины давлений во взрывной полости (больших и малых), а также в зависимости от соотношений механических величин, возникающих на границе ударной волны.
Здесь, в качестве примера, мы ограничимся рассмотрением развития волнового процесса лишь в одном из возможных случаев, а именно: при взрыве в скальной горной породе, когда прочность ее, а также давление во взрывной полости достаточно велики.
С момента начала взрыва t=t0 от поверхности полости в течение некоторого времени t0≤t≤t1 излучается упругая волна. В момент в глубь среды начинает распространяться фронт разрушения скола, на котором выполняется условие (VI.10). Фронт разрушения при своем распространении будет излучать упругую волну. Разрушение типа скола продолжается до момента t2, пока на поверхности разрушения x=x2(t) со стороны еще неразрушенной области не будет достигнуто условие разрушения путем отрыва (VI.11). С этого момента по неразрушенной среде будут распространяться три типа фронтов—фронт упругой волны, далее фронт разрушения отрыва и за ним фронт разрушения скола. В последующие моменты времени t3 и t4 последовательно останавливаются (скорости фронтов уменьшаются до нуля) фронт разрушения скола и фронт разрушения отрыва, и разрушение в среде прекращается. А до момента, пока вокруг полости не наступит состояние равновесия, продолжается излучение упругой волны, которая распространяется по неразрушенному материалу в пространство, не создавая на своем пути остаточных напряжений, за которыми и впереди которых наблюдалось пластическое течение среды.
Добавлено Serxio 21-03-2017, 16:17 Просмотров: 488
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent