книги / Экспериментальная физика и механика горных пород
..pdfО Г Л А В Л Е Н И Е
Предисловие............................................................................................................ |
3 |
Глава 1. Изучение прочностных и деформационных свойств горных |
|
пород до предела и за пределом прочности при широкой вариации |
|
видов напряженного состояния и путей нагружения........................ |
9 |
1.1. Введение............................................................................................................ |
9 |
1.2. Методика исследования прочностных и деформационных свойств гор |
|
ных пород до предела и за пределом прочности в широком диапазоне |
|
видов напряженного состояния и путей нагружения............................... |
10 |
1.2.1. Методика подготовки образцов к испытаниям и методы регист |
|
рации деформации и усилия.............................................................. |
10 |
1.2.2. Принцип жесткого нагружения и конструкции жестких испыта |
|
тельных машин для одноосного сжатия........................................... |
15 |
1.2.3. Жесткая установка для испытания материалов в условиях объ |
|
емного сж ати я ..................................................................................... |
22 |
1.2.4. Установка высокого давления пропорционального (простого) и |
|
сложного путей нагружения.............................................................. |
25 |
1.3.Результаты экспериментальных исследований механических свойств горных пород до предела и за пределом прочности в широком диапазо
не видов напряженного состояния и путей нагружения........................... |
28 |
1.3.1. Экспериментальные исследования влияния вида напряженного |
|
состояния на механические характеристикигорных пород. . . |
28 |
1.3.2. Исследование необратимых деформаций скальных горных по |
|
род ........................................................................................................ |
50 |
1.3.3. Экспериментальные исследования влияния путей нагружения на |
|
механические свойства горных пород............................................... |
57 |
1.4. Механизм необратимой деформации горных п о р о д ............................... |
62 |
1.4.1. Экспериментальные исследования механизма необратимой де |
|
формации горных пород...................................................................... |
62 |
1.4.2. Исследования процессов хрупкого разрушения и образования |
|
трещин отры ва..................................................................................... |
71 |
1.4.3. Диаграммы механического состояния и модель развития необра |
|
тимой деформации горных п о р о д .................................................. |
78 |
1.4.4. Функция распределения количества микроэлементов сдвига по |
|
величине их сопротивления сдвигу и условия отбора элементов |
|
структуры, вовлекаемых в деформационныйп р о ц ес с ..................... |
101 |
Глава 2. Влияние временного фактора на свойства горных пород . . . |
109 |
2.1. Введение................................................................................................................. |
109 |
2.2. Методика изучения влияния скорости деформации на свойства горных |
|
п о р о д .................................................................................................................... |
110 |
341
2.2.1. Жесткие установки для динамических испытаний в условиях |
|
трехосного сж ат и я .................................................................................. |
110 |
2.2.2. Жесткая установка для динамических испытаний при одноос |
|
ном сжатии................................................................................................. |
115 |
2.2.3. Пружинный пресс для исследований на ползучесть в условиях |
|
постоянно заданной нагрузки.............................................................. |
117 |
2.3. Экспериментальные исследования прочности и пластичности горных |
|
пород при широкой вариации скорости деформирования и видов на |
|
пряженного состояния......................................................................................... |
121 |
2.3.1. Исследования прочности и деформации каменных углей при |
|
разных скоростях и давлениях.............................................................. |
133 |
2.3.2. Исследования прочности и деформации солевых горных пород |
|
при разных скоростях деформирования............................................... |
137 |
2.3.3.Исследования влияния структурного фактора на процесс сниже ния прочности природной каменной соли в диапазоне высоких
скоростей деформирования.................................................................. |
141 |
2.4.Основные положения кинетической теории деформации и прочности
иобоснование возможностей ее использования в механике горных по
род ........................................................................................................................ |
146 |
2.5. Синтез статистической и кинетической теории прочности горных пород . |
153 |
2.5.1. Модель, поясняющая механизм падения прочности с ростом |
|
скорости деформирования...................................................................... |
165 |
2.6. Исследование влияния влажности на физико-механические показате |
|
ли горных пород при разных давлениях и скоростях деформирования . |
170 |
2.6.1. Зависимость пластических характеристик горных пород от |
|
влажности................................................................................................. |
177 |
2.7. Исследования ползучести горных п о р о д ....................................................... |
179 |
2.8. Эффекты последействия в горных породах, вызванные предшествую |
|
щей необратимой деформацией...................................................................... |
191 |
Глава 3. Влияние скорости деформации на свойства горных пород за |
|
пределом прочности и баланс энергии процесса динамического не |
|
управляемого разрушения..................................................................... |
201 |
3.1. Введение................................................................................................................ |
201 |
3.2. Исследование влияния скорости деформации на свойства горных по |
|
род за пределом прочности ............................................................................. |
202 |
3.2.1. Упрощенный метод определения степени влияния скорости де |
|
формации на прочность и энергоемкость разрушения горных |
|
п о р о д ........................................................................................................ |
209 |
3.3. Исследование баланса энергии процессов хрупкого разрушения . . . |
213 |
3.3.1. Баланс энергии хрупкого разрушения в условиях одноосного |
|
сжатия........................................................................................................ |
214 |
3.3.2. Баланс энергии хрупкого разрушения для пород с энергоемко |
|
стью запредельного деформирования > 0 ........................................... |
216 |
3.3.3. Методика исследований.......................................................................... |
217 |
3.3.4. Результаты экспериментальных исследований................................... |
220 |
3.3.5. Баланс энергии хрупкого разрушения для пород с энергоемко |
|
стью запредельного деформирования < 0 ........................................... |
228 |
3.3.6. Баланс энергии в условиях объемного сжатия................................... |
240 |
342
Г л а в а 4. М еханика деформирования и разрушения насыщенных гор |
|
ных пород............................................................................................ |
247 |
4.1. Введение........................................................................................................... |
247 |
4.2. Методика исследования порового давления и процессов фильтрации |
|
жидкости и газа в горных породах................................................................. |
248 |
4.3. Экспериментальные исследования фильтрационных свойств горных |
|
город....................................................................................................................... |
255 |
4.3.1. Фильтрационные свойства выбросоопасных и невыбросоопас |
|
ных песчаников Донбасса..................................................................... |
265 |
4.4. Совместное влияние порового и бокового давления на механическое |
|
поведение горных пород.................................................................................... |
277 |
4.4.1.Влияние факторов порового давления и проницаемости на эф фективность поддержания устойчивости ствола глубоких сква
жин [8 9 ].................................................................................................... |
284 |
4.4.2. Экспериментальные исследования деформационных процессов |
|
в горных породах в условиях декомпрессии....................................... |
293 |
4.5. Экспериментальное изучение фильтрационных процессов при гвдро- |
|
разрыве................................................................................................................... |
303 |
4.6. Экспериментальное определение открытой пористости горных пород |
|
в пластовых условиях и параметров извлекаемости флюида из порово |
|
го пространства.................................................................................................... |
317 |
Литература................................................................................................................... |
322 |
Приложение 1 к главе 1 ............................................................................................ |
328 |
Приложение 2 к главе 2 ............................................................................................ |
337 |
Н аучное издание
Андрей Николаевич Ставрогин, Борис Григорьевич Тарасов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА И МЕХАНИКА ГОРНЫХ ПОРОД
Редактор издательства Г. Н, Токарева Художник Л. А. Яценко Технический редактор Е. Г. Коленова
Корректоры Ю. Б. Григорьева, О. Ю. Гуршева, И. А. Крайнева и Н. А. Тюрина
Компьютерная верстка Е. М. Сальниковой
Лицензия ИД № 02980 от 06 октября 2000 г. Сдано в набор 7.03.2001 г. Подписано к печати 6.06.2001 г. Формат 60 х 90 Хь- Бумага офсетная.
Гарнитура тайме. Печать офсетная. Уел. печ. л. 21.5. Уч.-изд. л. 19.9. Тираж 1000 экз. Тип. зак. № 4010. С 123
Санкт-Петербургская издательская фирма «Наука» РАН 199034, Санкт-Петербург, Менделеевская лин., 1 main @nauka.nw.ru
Санкт-Петербургская типография «Наука» РАН 199034, Санкт-Петербург, 9 лин., 12