Механика горных пород

ВВЕДЕНИЕ 5 1. ОБЪЕКТ И МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕСТО МЕХАНИКИ ГОРНЫХ ПОРОД В СИСТЕМЕ ГОРНЫХ НАУК 6 1.1. Краткие сведения о минералах и горных породах 6 1.2. Механика горных пород в системе горных наук 11 2. ПЛОТНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД 13 2.1. Плотностные свойства скальных и связных горных пород 13 2.2. Плотностные свойства рыхлых и разрыхленных горных пород 16 2.3. Методы определения плотностных свойств горных пород 18 3. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД 24 3.1. Напряжения и деформации при одноосном растяжении и сжатии. Модуль упругости и коэффициент Пуассона горных пород 24 3.2. Напряжения по наклонным сечениям при одноосном растяжении и сжатии. Нормальные и касательные напряжения 30 3.3. Виды напряженных состояний горных пород. Понятие о главных напряжениях. Закон Гука 33 3.4. Определение напряжений при плоском напряженном состоянии горных пород. Круги напряжений (круги Мора) 36 3.5. Напряжения и деформации при чистом сдвиге. Модуль сдвига горных пород 41 3.6. Хрупкость, упругость и пластичность горных пород 46 3.7. Определение деформационных характеристик горных пород 51 4. НАПРЯЖЕНИЯ И ДЕФОРМАЦИИ В МАССИВЕ ГОРНЫХ ПОРОД. МОДЕЛИ МАССИВОВ ГОРНЫХ ПОРОД 56 4.1. Упругая модель массива горных пород. Основные уравнения 56 4.1.1. Уравнения равновесия в декартовой системе координат 57 4.1.2. Определение напряжений на наклонных площадках 60 4.1.3. Главные напряжения 62 4.1.4. Связь деформаций и перемещений. Уравнения Коши 65 4.1.5. Объемная деформация 67 4.1.6. Уравнения неразрывности деформаций 68 4.1.7. Тензор и девиатор напряжений 70 4.1.8. Тензор и девиатор деформаций 73 4.1.9. Обобщенный закон Гука 75 4.1.10. Напряжения и деформации для случая плоской деформации 77 4.1.11. Напряжения и деформации для случая плоского напряженного состояния 80 4.1.12. Функция напряжений 81 4.1.13. Напряжения и деформации для случая плоской задачи теории упругости в полярных координатах 82 4.1.14. Начальные напряжения в массиве, сложенном упругими породами 87 4.1.15. Напряжения и деформации в массиве, сложенном трансверсально-изотропными породами 90 4.2. Жесткопластическая модель массива горных пород 94 4.2.1. Основные положения жесткопластической модели массива пород 94 4.2.2. Начальные напряжения в массиве, сложенном сыпучими породами 99 4.2.3. Явление дилатансии 102 4.2.4. Упругопластические модели массива горных пород 104 4.2.5. Реологические модели массива пород 109 4.3. Трещиноватость горных пород и ее учет в моделях массивов 120 4.3.1. Общая характеристика трещиноватости пород массива. Масштабный эффект в горных породах 120 4.3.2. Классификации массивов горных пород 123 4.3.3. Учет параметров трещиноватости в моделях массива пород 130 5. ПРОЧНОСТНЫЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД 134 5.1. Методы определения прочностных свойств горных пород 134 5.1.1. Методы определения предела прочности горных пород при одноосном сжатии 134 5.1.2. Методы определения предела прочности горных пород при одноосном растяжении 137 5.1.3. Метод определения предела прочности горных пород при срезе со сжатием 141 5.1.4. Метод определения предела прочности горных пород при объемном сжатии 143 5.1.5. Методы построения огибающей кругов напряжений по результатам испытаний образцов горных пород 144 5.2. Теории прочности горных пород 146 5.3. Горно-технологические параметры горных пород 164 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 171 ПРИЛОЖЕНИЕ А 172