123

 

ISSN 0536-1028 (Print)              ISSN 2686-9853 (Online)  

УДК 622.278

ЛАТЫШЕВ О. Г., ПРИЩЕПА Д. В.

Прогноз устойчивости горных пород в выработке и расчет прочных размеров крепи опирается
на информацию о деформационных характеристиках породного массива. Измеренные на об-
разцах упругие свойства пород (модуль упругости, коэффициент Пуассона) не соответствуют
деформации трещиноватых массивов. Для адекватного описания напряженно-деформирован-
ного состояния таких массивов необходим учет геометрических характеристик системы
трещин, которые выражаются соотношением модуля трещиноватости, ширины зияния
трещин и площади контактов их берегов. В работе обсуждается методика оценки относи-
тельной площади контактов берегов трещин на базе статистического моделирования их
траекторий. Рассматриваются трещины отрыва и трещины сдвига. Установлено, что по
мере деформации трещин происходят разрушение соприкасающихся выступов их шерохова-
тости и дилатансия за счет подъема по линии извилистости. В результате траектории тре-
щин выполаживаются, что сопровождается закономерным снижением величины их фрак-
тальной размерности. В результате статистического моделирования природных трещин
разной конфигурации установлена надежная зависимость относительной площади контак-
тов берегов трещины от их фрактальной размерности. Это позволяет оценивать модуль де-
формации породного массива, имеющего развитую систему трещин. Полученные данные слу-
жат основой моделирования напряженно-деформированного состояния массива методом
конечных элементов и прогноза устойчивости горных пород в подземных выработках.

К л ю ч е в ы е с л о в а : породный массив; трещины; моделирование напряженно-деформиро-
ванного состояния; фрактальные характеристики; площадь контактов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гудман Р. Механика скальных пород: пер. с англ. М.: Стройиздат, 1987. 232 с.
2. Роза С. А., Зеленский Б. Д. Исследование механических свойств скальных оснований гидро-
технических сооружений. М.: Энергия, 1967. 392 с.
3. Руппенейт К. В. Деформируемость массивов трещиноватых горных пород. М.: Недра,
1975. 223 с.
4. Латышев О. Г., Прищепа Д. В., Франц В. В. Статистическое моделирование природных тре-
щин // Изв. вузов. Горный журнал. 2016. № 5. С. 38–45.
5. Латышев О. Г., Прищепа Д. В. Исследование дилатансии при сдвиге горных пород по трещине //
Изв. вузов. Горный журнал. 2016. № 4. С. 55–59.
6. Латышев О. Г., Франц В. В., Прищепа Д. В. Фрактальная размерность трещины как мера ее
шероховатости // Изв. вузов. Горный журнал. 2015. № 8. С. 55–60.
Поступила в редакцию 11 октября 2016 года