Скельні монолітні породи

Ґрунтові масиви

Лекція 13

За механізмом руйнування масиви гірських порід поділяють на 3 групи:

ґрунти, міцні монолітні, тріщинуваті.

(піски, супіски, суглинки, глини). Характеризуються відносно низькою міцністю на стискання та на розрив, а також ясно вираженою пластичністю. Витрати енергії на руйнування цих порід незначні. Основна частина енергії вибуху іде на утворення порожнини довкола заряду чи воронки викиду, тобто на стискання грунтів чи на надання їм певної кінетичної енергії під час вибуху на викидання чи скидання.

В початковий момент утворюється кулеподібна або циліндрична порожнина заповнена газами вибуху. Куля перетворюється згодом на грушоподібну порожнину, витягнуту по вертикальній осі. Зміна форми відбувається за рахунок різної міцності грунту по шарам. Купол з розвитком вибуху стає тоншим, поки гази не вирвуться в атмосферу. Далі – розмітання за балістичною кривою.

Маса грунту падає донизу, утворюючи відкриту воронку з гребенем на краю. Частина грунту падає на дно та борти виїмки, сповзає донизу.

При підриванні вертикальних циліндричних зарядів перетин порожнини змінюється з глибиною.

При наявності рівномірного опору вибух заряду в щільному середовищі буде виявляти свою дію у всі сторони з однаковою силою, а ударні хвилі розходяться концентрично. В момент вибуху виникає дуже високий тиск, що складає (1-2)*10¹⁰ Н/м². Між тим міцність гірських порід досягає 3*10⁸ Н/м². Отже, біля заряду породи розчавлюються і переходять в текучий стан.

З віддаленням від заряду амплітуда напружень в ударній хвилі знижується (зворотно пропорційно R⁵-R⁶ (за Г.І. Покровським), а на відстані 5-6*r₃ перетворюється у хвилю стиснення, швидкість якої менша, ніж в ударній хвилі Напруження на її фронті залишаються більшими за s_р, внаслідок чого масив інтенсивно руйнується – Зона пластичної дії вибуху (10-12r₃).

Після проходження вибухової хвилі певну руйнуючу дію чинять гази вибуху під надзвичайно високим тиском – (2-7)*10⁹ Па.

Порода стискується та зміщується слідом за хвилею напружень, в результаті утворюється сильно деформована зона з системою численних тріщин, що перетинаються.

З віддаленням від заряду напруження на фронті хв. напр. падають до G<G_{розчавл}.

Характеристика деформацій змінюється.

Під дією газів та прямої хв. напр. відбувається суттєве радіальне переміщення шарів породи. В радіальному напрямку, а в тангенціальному – розтягуючі, які призводять до утворення радіальних тріщин.

Гази розширюють ці тріщини; без набивки в тріщини іде 30-40% газів. З набивкою ->70% (комір).

Кількісно вплив газів на руйнування не встановлено. При подальшому віддаленні від заряду хвилі напружень розтягуючі напруження стають менше G_розтяг, нові тріщини утворюються, а існуючі поширюються дещо далі, оскільки біля їх вершин відбувається концентрація напруження G_розтяг (зона руйнування).

За межами цієї зони руйнування не відбувається, фіксується лише коливальні рухи породи, зв‘язок між частинами її не порушується – сфера струсу.

Чіткої межі між цими зонами немає.

При підривних роботах практичне значення має сукупність сфер стиснення та спушення – зона руйнування. Її радіус – це радіус дії вибуху. Він залежить від маси заряду Q, потужності ВР та від властивостей породи.

Дата добавления: 2014-01-07