ОСОБЛИВОСТІ ДЕФОРМУВАННЯ І РУЙНУВАННЯ ПОРІД В УМОВАХ НЕРІВНОМІРНОГО УСЕСТОРОННЬОГО СТИСКУ

З точки зору стійкості а також руйнування гірських порід, з яких складаються стінки гірничих виробок, найцікавішим є випадок нерівномірного усестороннього стиску, який має місце, коли хоча б одне з головних напружень не дорівнює двом іншим. В загальному випадку має місце умова

(61)

Закономірності деформування порід в умовах нерівномірного усестороннього стиску досліджувало багато вчених (Байдюк, Шрейнер, Сеїд-Рза, Співак). Розглянемо результати цих досліджень. Результати випробувань мають вигляд залежностей при певних значеннях початкової величини середнього тиску p. Узагальнений вигляд залежності подано на рис. 11. На відрізках 0 а₁, 0 а₂, 0 а₃, 0 а₄ виконується закон Гука. На відрізках a₂ b₂, a₃ b₃ ,a₄ b₄ має місце перехідний процес, котрий закінчується або сталим пластичним деформуванням (відрізки b₂ с₂, b₃ с₃, b₄ с₄), або крихким руйнуванням ( відрізок a₁ c₁). Якщо пластичні зсуви локалізуються в певних зонах зразка, то розвиток деформування супроводжується зменшенням σ_і і закінчується руйнуванням зразка. В цьому випадку модуль пластичності або дорівнює нулю, або є від’ємним.

Якщо пластичні зсуви рівномірно розподілені по зразку, то має місце зміцнення, тобто розвиток деформування спостерігається лише при зростаючому напруженні (відрізок b₄ c₄). Але і цей процес закінчується другою перехідною зоною c₄ d₄ і далі – локалізацією деформації і руйнуванням.

Величина напружень, що відповідає точкам a₁, a₂, a₃ і a₄ позначається s_is і називається межею текучості породи.

Величина напружень, що відповідає умові називається міцністю породи і позначається s_{іс .}

З рис. 11 видно, що із збільшенням усестороннього стиску зростають як межа текучості, так і міцність породи. Крім того, спостерігається і зміна процесу пластичного деформування породи (від крихкого руйнування до деформування із збільшенням міцності).