нтр обсягу осреднения, а поняття «напруга» прив'язують до розмірів майданчика, для якої це напруга визначається. [1] В рамках теорії пружності напруги в конкретній точці середовища, що знаходиться в системі координат X 1, X 2, X 3 описуються тензором напруг Т? другого рангу (1.2), в якому присутні шість компонент? ij (i, j=1, 2, 3) [2,3]
Передбачається, що тензор напружень симетричний, при цьому? ij =? ji. Розподіл дотичних і нормальних напруг по гранях елементарного куба представлено на рис. 1
Рис. 1 Орієнтація компонент тензора напружень на взаємно ортогональних поверхнях куба
При цьому нормальні напруги ортогональні гранях куба, а дотичні лежать у площинах зазначених граней. Орієнтація дотичних напружень залежить від вибору напрямку координатних осей, при цьому позитивний знак дотичних напружень приймається при збігу орієнтації розглянутого дотичного напруження з позитивним напрямком однієї з осей координат.
При вирішенні завдань, пов'язаних з оцінкою напруженого стану гірської породи, часто виникає необхідність визначення так званих головних напруг. Як відомо, існує можливість підібрати таке розташування елементарного куба в просторі, при якому всі дотичні напруження виявляться рівними нулю. При цьому залишилися нормальні напруги будуть головними. Напрями дії таких напружень називаються осями головних напружень, або осями тензора напруг:
У класичній механіці твердого тіла існує правило розстановки індексів головних напруг. При цьому зазвичай керуються виразом
? 1? ? 2? ? 3
Позитивні значення? відповідають розтягуючим напруженням, а негативні - стискаючим.
У таблиці 1 представлена ??загальна класифікація методів оцінки напружено-деформованого стану масиву.
Таблиця 1. Класифікація методів оцінки напруженого стану масиву гірських порід
Метод розвантаження
Метод розвантаження був застосований вперше в гірській практиці ВНІМІ (ЦНІМБ) ще в 1935 р. на соляних копальнях і в подальшому отримав широке поширення в практиці експериментальних спостережень за напруженим станом масиву гірських порід у різних рудних і вугільних басейнах нашої країни.
Спочатку методом розвантаження визначали напруги тільки на оголених поверхнях масиву гірських порід. В даний час цей метод використовується для вимірювань напруг на значних глибинах від оголень і дозволяє оцінити напружений стан порід у глибині масиву.
Метод розвантаження заснований на використанні характеристик пружного відновлення форми елемента масиву при штучному порушенні його зв'язку з основним масивом. Цей метод може застосовуватися для порід достатньої міцності, що зберігають форму елемента після порушення його зв'язки з масивом і володіють пружними властивостями; непридатний в умовах сипких або сильно пластичних порід.
Дослідження з визначення напруженого стану масиву гірських порід зводяться до виміру пружних деформацій на поверхні розвантаженого елементу (торці керна), вибурюють з різних глибин досліджуваного масиву, а також до вимірювання деформацій стінки центрального отвору в вибурюють керні по способам Хаста...
