Исследование закономерностей деформирования горных пород в предразрушающей области нагружения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.20, кандидат технических наук Опанасюк, Александр Александрович

• Опанасюк, Александр Александрович
• кандидат технических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат технических наук Опанасюк, Александр Александрович

Введение.

Глава 1 Состояние изученности вопроса о закономерностях деформирования образцов сильно сжатых горных пород и постановка задач исследований.

1.1. Дилатансия геоматериалов и формирование периодических мезотрещинных структур.

1.1.1. Дилатансия геоматериалов и ее закономерности.

1.1.2. Закономерности развития микротрещин в образце горной породы.

1.1.3. Аналитические исследования развития микротрещин в сильно сжатых горных породах.

1.1.4. Деформационные аномалии, обусловленные образованием мезотрещинных структур при сильным сжатием.

1.1.5. Гипотезы, объясняющие механизмы деформационных аномалий образцов горных пород.

1.2. Модели очага геодинамических явлений.

1.3. Теоретические исследования деформирования и разрушения сильно сжатых массивов и образцов горных пород.

1.3.1. Математические модели массива горных пород в условиях больших глубин.

1.3.2. Математические модели сильно сжатых образцов горных пород 70 Выводы.

Глава 2 Экспериментальное исследование закономерностей деформирования образцов горных пород в иредразрушающей области нагружения.

2.1. Установление явления периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород по их периметру при одноосном сжатии.

2.1.1. Гипотеза периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород по их периметру при одноосном сжатии

2.1.2. Разработка методики исследования разнознакового (периодического) приращения деформаций по периметру образцов горных пород при одноосном сжатии в условиях действия нредразрушающих нагрузок.

2.1.3. Результаты исследований.

2.2. Установление явления периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород по их периметру и высоте при одноосном сжатии.

2.2.1. Гипотеза и методика исследований периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород но их периметру и высоте прии одноосном сжатии.

2.2.2. Результаты исследований.

Выводы.

Глава 3 Критический анализ гипотез формирования периодической осцилляционной мезотрещинной дефектной структуры сильно сжатых образцов горных пород, основанных на классических представлениях механики.

3.1. 11есостоятельность гипотезы упругого восстановления материала около трещины, как причины реверсивных деформаций сильно сжатых горных пород.

3.2. Гипотезы моделирования очага формирования макротрещин отрыва мягким делатирующим включением для установления механизма формирования периодической мезотрещинной структуры сильно сжатых образцов горных пород и их несостоятельность.

Выводы.

Глава 4 Разработка математической модели, механизма явления периодического осцилляционного деформирования сильно сжатых образцов горных пород и метода прогноза их разрушения по деформационным предвестникам.

4.1. Разработка математической модели явления периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород в предразрушающей области нагружения.

4.1.1. Поле самоуравновешенных напряжений.

4.1.2. Задача об образце в поле сжимающих напряжений.

4.1.3. Аналитические исследования напряженно-деформированного состояния сильно сжатого образца горной породы.

4.2. Разработка метода прогнозирования разрушения образцов горных пород по деформационным предвестникам.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование закономерностей деформирования горных пород в предразрушающей области нагружения»

Актуальность. Деформирование горных пород в предразрушающей области нагружения зачастую приобретает аномальный реверсивный характер, что может быть использовано в качестве предвестника геодинамических явлений. До настоящего времени основным деформационным предвестником разрушения было принято считать явление дилатансии, заключающееся в увеличении объема горной породы при сжатии. Однако дилатансия может быть рассмотрена только как долгосрочный предвестник геодинамического явления.

Выявление среднесрочных и краткосрочных предвестников геодинамических явлений требует проведения исследований закономерностей деформирования горных пород в состоянии предразрушения. Эффект аномального реверсивного деформирования, а также известное явление разнознакового деформирования породы по высоте образца в состоянии сильного сжатия являются первыми результатами такой работы. Однако исследования закономерностей реверсивного деформирования образцов сильно сжатых горных пород по периметру образца не проводилось. Требует уточнения также механизм аномального деформирования образцов горных пород в состоянии сильного сжатия. Не была разработана и математическая модель, адекватно описывающая состояние сильно сжатого образца горной породы.

Исследование закономерностей деформирования образцов горных пород в предразрушающей области нагружения и разработка на этой основе механизма, математической модели и метода прогноза разрушения является актуальной задачей геомеханики.

Работа выполнялась при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований РФФИ (грант №01-05-651180), а также по программе Министерства Образования РФ (тема ГБ53.1.6.02) и совместного интеграционного проекта ДВО РАН с УрО РАН (ДВО РАН 06-11-УО-01-001).

Цель работы заключается в установлении закономерностей развития деформационных аномалий в образцах горных пород в предразрушающей области нагружения и разработке на этой основе механизма, математической модели и метода прогноза разрушения горных пород.

Основная идея работы заключается в экспериментальном исследовании закономерностей деформирования образцов сильно сжатых горных пород и применении методов механики дефектных сред для установления механизма наблюдающихся здесь явлений как теоретической основы метода прогноза разрушения горных пород.

Задачи исследований заключаются в экспериментальном исследовании закономерностей деформирования горных пород в предразрушающей области нагружения; экспериментальной проверке основных гипотез реверсивных деформаций; разработке математической модели образца горных пород в состоянии предразрушения; разработке метода прогнозирования разрушения горных пород, основанного на деформационных предвестниках.

Методы исследований включают лабораторные экспериментальные методы, аналитические методы механики дефектных сред.

Научные положения, защищаемые в диссертации:

1. Образец горной породы в состоянии предразрушения деформируется с образованием периодических мезотрещинных структур.

2. Математическая модель явления периодического осцилляционного деформирования сильно сжатых образцов горных пород основывается на представлении материала породы как дефектной, далекой от состояния термодинамического равновесия среды, распределение напряжений в которой обусловлено периодическим характером развития мезотрещинной структуры.

3. Механизм явления периодического осцилляционного деформирования сильно сжатых образцов горных пород заключается в том, что в условиях сильного неравнокомпонентного сжатия и обусловленного этим мезосдвиговым разрушением на неоднородностях среды, напряжения в образце приобретают осцилляционный периодический характер, что имеет следствием развитие на локальных участках действия максимальных нормальных тангенциальных напряжений очагов концентрации взаимодействующих мезодефектов, а в окрестности очагов -образование относительно разгруженных участков, где деформации приобретают реверсивный характер.

4. Прогнозирование разрушения образцов горных пород основывается на использовании в качестве долгосрочного предвестника разрушения порога дилатансии, в качестве среднесрочного предвестника разрушения горной породы -момент формирования периодической мезотрещинной структуры, а в качестве краткосрочного предвестник разрушения - момент начала перераспределения деформационных реверсивных деформаций образца, что обусловлено началом развития в нем макроразрыва.

Новые научные результаты, полученные лично соискателем: экспериментально установлено явление периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород в предразрушающей области нагружения, заключающееся в том, что в образце горных пород, как в осевом, так и в окружном направлении формируются чередующиеся области положительных и отрицательных приращений объемных деформаций, что является следствием формирования в образце периодической мезотрещинной структуры; разработана математическая модель явления периодического осцилляционного деформирования образцов сильно сжатых горных пород, которая основывается на представлении материала породы как дефектной, далекой от состояния термодинамического равновесия среды; численно исследовано решение задачи о напряженном состоянии образца горных пород в состоянии сильного сжатия, нагруженного в торцевых частях осевой нормально действующей нагрузкой, и установлено удовлетворительное совпадение результатов аналитических и экспериментальных исследований (максимальные отклонения не превышают 19 %); установлен механизм формирования периодической мезотрещинной структуры образцов горных пород в предразрушакнцей области нагружения, заключающийся в том, что в условиях сильного неравнокомпонентного сжатия и обусловленного этим мезосдвиговым разрушением на неоднородностях среды, напряжения в образце приобретают осцилляционный периодический характер, что имеет следствием развитие на локальных участках действия максимальных нормальных осевых тангенциальных напряжений очагов концентрации взаимодействующих мезодефектов, а в окрестности очагов - образование относительно разгруженных участков, где деформации приобретают реверсивный характер; разработан метод прогнозирования разрушения образцов горных пород по деформационным предвестникам, отличающийся тем, что долгосрочный предвестник совпадает с порогом дилатансии породы при сжатии, среднесрочный предвестник соответствует формированию в образце периодической мезотрещинной структуры, а краткосрочный предвестник соответствует моменту перераспределения реверсивных деформаций образца, что обусловлено началом развития в нем макроразрыва.

Достоверность результатов исследований обеспечивается повторяемостью экспериментально установленных деформационных эффектов в различных лабораториях России и Китая, а также удовлетворительным совпадением результатов экспериментальных и аналитических исследований.

Научное значение работы заключается в установлении новых закономерностей периодического осцилляционного деформирования сильно сжатых горных пород, разработке математической модели и механизма явления периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород в состоянии предразрушения при одноосном сжатии.

Практическое значение работы состоит в разработке метода прогноза геодинамических явлений, включающего долгосрочный, среднесрочный и краткосрочный деформационные предвестники.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Международной конференции «Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР» (2002, 2004, 2006), Международной конференции «Геодинамика и напряженное состояние недр Земли» (г. Новосибирск, 2003г.), Международной конференции «Проблемы подземного строительства в XXI веке» (г. Тула, 2004 г.), Международном симпозиуме «Geological Engineering and Geological Hazards» (г. Чан Чунь, КНР, 2006).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, и заключения. Содержит 164 страницы текста, 3 таблицы, 67 рисунков, список литературы из 153 наименований.

Заключение диссертации по теме «Геомеханика, разрушение пород взрывом, рудничная аэрогазодинамика и горная теплофизика», Опанасюк, Александр Александрович

выводы

1. Разработана математическая модель явления периодического осцилляционного деформирования образцов сильно сжатых горных пород, которая основывается на представлении материала породы как дефектной, далекой от состояния термодинамического равновесия среды, распределение напряжений в которой обусловлено периодическим характером развития мезотрещинной структуры.

2. Численно исследовано решение задачи о напряженном состоянии образца горных пород в состоянии сильного сжатия, нагруженного в торцевых частях осевой нормально действующей нагрузкой, и установлено удовлетворительное совпадение результатов аналитических и экспериментальных исследований (максимальные отклонения менее 19 %).

3. Установлен механизм формирования периодической мезотрещинной структуры образцов горных пород в предразрушающей области нагружения, заключающийся в том, что в условиях сильного неравнокомпонентного сжатия и обусловленного этим мезосдвиговым разрушением на неоднородностях среды, напряжения в образце приобретают осцилляционный периодический характер, что имеет следствием развитие на локальных участках действия максимальных нормальных осевых тангенциальных напряжений очагов концентрации взаимодействующих мезодефектов, а в окрестности очагов - образование относительно разгруженных участков, где деформации имеют реверсивный характер.

4. Разработан метод прогнозирования разрушения образца горных пород, основанный на деформационных предвестниках разрушения, отличающийся тем, что долгосрочный предвестник совпадает с порогом дилатансии породы при сжатии, среднесрочный предвестник соответствует формированию в образце периодической мезотрещинной структуры, а краткосрочный предвестник соответствует моменту перераспределения деформационных аномалий образца, что обусловлено началом развития в нем макроразрыва.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленная диссертационная работа является научным квалификационным трудом, в котором на основании выполненных автором исследований дано решение актуальной задачи геомеханики по установлению закономерностей периодического осцилляционного деформирования образцов сильно сжатых горных пород, что имеет важное значение для прогнозирования геодинамических явлений.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Исследованы закономерности деформирования образцов сильно сжатых горных пород. Установлен периодический характер развития деформационных реверсивных аномалий в окружном направлении образцов горных пород в предразрушающей области нагружения.

2. Экспериментально установлено явление периодического осцилляционного деформирования образцов горных пород в предразрушающей области нагружения, заключающееся в том, что в образце горных пород, как в осевом, так и в окружном направлении формируются чередующиеся области положительных и отрицательных приращений объемных деформаций, что является следствием формирования в образце периодической мезотрещинной структуры.

3. Проведена экспериментальная проверка основных гипотез реверсивного деформирования образцов горных пород: гипотезы упругого восстановления, гипотезы распирающего действия сдвиговых микродефектов, гипотез мягкого и мягкого дилатирующего включений. Доказано, что все гипотезы, основывающаяся на представлениях классической механики сплошной среды, недостаточно полно описывают всю совокупность наблюдаемых экспериментально закономерностей.

4. Разработана математическая модель явления осцилляционного периодического деформирования образцов сильно сжатых горных пород, которая основывается на представлении материала породы как дефектной, далекой от состояния термодинамического равновесия среды, распределение напряжений в которой обусловлено периодическим характером развития мезотрещинной структуры.

5. Численно исследовано решение задачи о напряженном состоянии образца горных пород в состоянии сильного сжатия, нагруженного в торцевых частях осевой нормально действующей нагрузкой, и установлено удовлетворительное совпадение результатов аналитических и экспериментальных исследований (максимальные отклонения не превышают 19%).

6. Установлен механизм формирования периодической мезотрещинной структуры образцов горных пород в предразрушающей области нагружения, заключающийся в том, что в условиях сильного неравнокомпонентного сжатия и обусловленного этим мезосдвиговым разрушением на неоднородностях среды, напряжения в образце приобретают осцилляционный периодический характер, что имеет следствием развитие на локальных участках действия максимальных нормальных осевых тангенциальных напряжений очагов концентрации взаимодействующих мезодефектов, а в окрестности очагов - образование относительно разгруженных участков, где деформации приобретают реверсивный характер.

7. Разработан метод прогнозирования разрушения образца горных пород, основанный на деформационных предвестниках разрушения, отличающийся тем, что долгосрочный предвестник совпадает с порогом дилатансии породы при сжатии, среднесрочный предвестник соответствует формированию в образце периодической мезотрещинной структуры, а краткосрочный предвестник соответствует моменту перераспределения деформационных аномалий образца, что обусловлено началом развития в нем макроразрыва.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Макаров В.В., Опанасюк А.А. Исследование деформационных предвестников разрушения горных пород. "Геодинамика и напр. сост. недр Земли", Новосибирск: ИГД СО РАН, 2001, с. 163-164

2. Гузев М.А., Макаров В.В., Парошин А.А., Опанасюк А.А. Модельные представления зонального деформирования и разрушения породного массива вокруг подземных выработок. "Геодинамика и напр. сост. недр Земли", Новосибирск: ИГД СО РАН, 2001, с. 138-144

3. Геомеханические закономерности зонального деформирования и разрушения горных пород вокруг подземных выработок/ В.В.Макаров, М.А.Гузев, А.А.Опанасюк и др.// «Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР», Труды Первой Международной научной конференции, Владивосток: ДВГТУ, 2001, с.132-136

4. Явление зонального деформирования и разрушения горных пород вокруг подземных выработок и его математическая модель/ В.В.Макаров, М.Н.Кива, А.А.Опанасюк и др. // Труды международной научно-практ. конф. "Тоннельное строит. России и стран СНГ в начале века: опыт и перспективы", Москва, 28-31 октября 2002 г., М: РТА, 2002, с.448-450.

5. Research of Deformational Rocks Failure Precursors// V.Makarov, A.Opanasjuk, D.Cheburov and Ma Ry/ First Int. Symp. On Trends & Forecast Soc. Dev. Asia-Pacific Region, Nov.25-26, 2003, Vladivostok, Russia. - Pacific Science Review, Special Issue: FESTU-KNU, 2003, pp.85-86

6. О периодическом характере деформационных предвестников разрушения горных пород /Макаров В.В., Опанасюк А.А., Чебуров Д.С., Ма Ри //"Геодинамика и напр. сост. недр Земли", Новосибирск: ИГД СО РАИ, 2004, с.511-512

7. Ensuring the safety of mining at the conditions of grate depths/ V.V.Makarov, Li Gir The, L.S.Ksendzenko, A.A.Opanasiuk etc.// Proc. Int. Conf.

Problems of ecology, life, safety and rational land usage in Russian Far East and countries of Asia-Pacific Region", Vladivostok: FENTU, 2006, pp. 170-179

8. Макаров B.B., Гузев M.A., Опанасюк A.A. Исследование деформационных предвестников разрушения образцов горных пород и их математическое моделирование // «Проблемы освоения георесурсов Российского Дальнего Востока и стран АТР», Труды Второй Международной научной конференции, Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2006, с.58-61

9. Обеспечение безопасности горных выработок в условиях больших глубин/ В.В.Макаров, Л.С.Ксендзенко, В.М.Сапелкина, А.А.Опанасюк и др.// Известия ТулГУ. Серия Геомеханика. Механика подземных сооружений. Вып.4. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2006, с. 230-237

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Опанасюк, Александр Александрович, 2006 год

1. Физическая мезомеханика и компьютерное конструирование материалов: В 2-х томах/ Под ред. В.Е.Панина. Новосибирск: Наука, 1995. -297 с. и 320 с.

2. Ставрогин А. Н. Исследование предельных состояний и деформации горных пород/Физика Земли, 1969, №12, СС. 3-17

3. Одинцев В. Н. Отрывное разрушение массива скальных горных пород.- М.: ИПКОН РАН, 1996. 166 с.

4. Томашевская И. С., Хамидуллин Я. Н. Предвестники разрушения образцов горных пород //Изв. АН СССР. Физика Земли.-1972.-№5, С. 12-20

5. Стаховский И. Р. Деформационные предвестники разрушения крупномасштабных образцов горных пород // Известия АН СССР. Физика Земли. 1983.-№10.-С. 90-94

6. Стаховский И. Р. Трещинообразование и поверхностные деформации в зоне деформирующегося сдвигового разрыва в образце горной породы // Изв. АН СССР. Физика Земли. 1988.- №5.- С. 88-94

7. Соболев Г. А. Исследование разрушения барьеров применительно к проблеме прогноза землетрясений // В сб.: Физические основы прогнозирования разрушения горных пород при землетрясениях.- М.: Наука, 1987.- 128 с.

8. Соболев Г. А., Кольцов А. В. Крупномасштабное моделирование подготовки и предвестников землетрясений / Под ред. А.А.Садовского. М.: Наука, 1988.-208 с.

9. Соболев Г. А. Основы прогноза землетрясений.- М.: Наука, 1993.313 с.

10. Жуков B.C., Кузьмин Ю.О., Салов Б.Г. Деформации и трещинообразование в образцах горных пород при длительном воздействии постоянных сжимающих напряжений/Модельные и натурные исследования очагов землетрясений. -М.: Наука, 1991, с. 156-162

11. Тажибаев К. Т. Деформация и разрушение горных пород.- Фрунзе: Илим, 1986.- 108 с.

12. Айтматов И. Т., Тажибаев К. Т. Проявление остаточных напряжений в деформации горных пород при их нагрузке // Физика и механика разрушения горных пород. Фрунзе: Илим. - 1987. - с. 134-164

13. Тажибаев К. Т. Условия динамического разрушения горных пород и причины горных ударов. Фрунзе, Илим, 1989. - 180 с.

14. Тамуж В. П., Куксенко В. С. Микромеханика разрушения полимерных материалов.- Рига: Зинатие, 1979. 294 с.

15. Лексовский А. М., Усмолов Г. К., Нарзулаев Г. К. Микротрещины, повреждаемость и разрушение композиционных материалов//Физика и механика разрушения композиц. матер. -Л., 1986. С. 69-88

16. Характер разрушения и фильтрационных свойств пористой газонасыщенной среды после проведения камуфлетного взрыва /А.Н.Бовт,

17. A.В.Васильев, Е.Е. Левецкий и др.//ЖПМТФ, 1987.-№2.-С. 130-138

18. Раис Дж. Механика очага землетрясения. Под ред.

19. B.Н.Николаевского, М.: Мир, 1982. - 217 с.

20. Основы физики очага и предвестники землетрясений/ В.И.Мячкин, Б.В.Костров, Г.А.Соболев и др. //Физика очага землетрясения. М.: Паука, 1975, с. 6-29

21. Ружич В.В., Хилько С.Д. Анализ моделей очагов землетрясений с геологических позиций // Физ. основы прогн. разр. горн, пород при землетр. -М.: Наука, 1987, с. 113-122

22. Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М.: Металлургия, 1977, 359 с.

23. Лексовский А. М., Усмолов Г. К., Нарзулаев Г. К. Микротрещины, повреждаемость и разрушение композиционных материалов//Физика и механика разрушения композиц. матер. -Л., 1986. С. 69-88

24. Добровольский И.П. О модели подготовки землетрясения // Известия АН СССР, Физика Земли, 1980, №11, с. 23-31

25. Прочность и деформируемость горных пород / Ю. М. Карташов, Б.В. Матвеев, Г. В. Михеев и др.- М.: Недра, 1979. 240 с.

26. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Механика деформирования и разрушения горных пород. М.: Недра, 1992. - 224 с.

27. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Прочность горных пород и устойчивость выработок на больших глубинах. М.: Недра, 1985. - 252 с.

28. Ставрогин А. Н., Протосеня А. Г. Пластичность горных пород. М.: Недра, 1982.-301 с.

29. Сизов И. А. Изменение во времени напряженно-деформированного состояния вокруг подземной выработки в твердой среде с неоднородностями// В сб.: Аналит. и числ. методы исследования в механике горных пород. Новосибирск: ИГД, 1986. - С. 32-35

30. Ревуженко А. Ф. О напряженно-деформированном состоянии разупрочняющегося массива вокруг горной выработки/УФТПРПИ, 1978.-№2, С. 10-20

31. Николаевский В.Н. Механика пористых и трещиноватых сред. М.: Недра, 1984.-232 с.

32. Ревуженко А.Ф. Горная порода среда с внутренними источниками и стоками энергии. Сообщения 1, 2, 3 // ФТПРПИ. - 1991. - №5. - С. 20-27, 1990.-№4.-С. 14-21,1990.-№5.-С. 9-15

33. Ревуженко А. Ф., Лавриков С. В. Модель и краевые задачи для горного массива как среды с внутренними источниками и стоками энергии // Тезисы докл. 10 Между нар. конф. мех. горн, пород. М., 1993. - С. 29-30

34. Ревуженко А.Ф. Функции со структурой математические объекты для описания пластической деформации твердых тел // Известия вузов. Физика. - 1995.-№11.-С. 70-85

35. Кадич А., Эделен Д. Калибровочная теория дислокаций и дисклинаций М.: Мир, 1987. - 168 с.

36. Макаров В.В., Гузев М.А. Механизм зонального разрушения и деформирования горных пород вокруг подземных выработок, "Геодинамикаи напр. сост. недр Земли", Новосибирск, ИГД СО РАН, 1999, с. 120-125

37. Гузев М.А., Парошин А.А. Неевклидовая модель зональной дезинтеграции горных пород вокруг подземных выработок// ПМТФ, 2000, №3, с. 181-195

38. Косевич А. М. Теория кристаллической решетки (Физическая механика кристаллов). Харьков, 1988.-304 с.

39. Владимиров В. И. Физическая природа разрушения металлов. -М.: Металлургиздат, 1984.-280 с.

40. Ханнанов Ш. X. Коллективные эффекты в ансамбле взаимодействующих микротрещин// Физика мет. и металловед. 1990. - т. 69.-№4.-С. 30-38

41. Владимиров В. И. Основы физики разрушения твердых тел // В сб.: Физ. основы прогнозир. разруш. горн, пород при землетрясениях. М., 1987. -С. 12-26

42. Владимиров В. И., Добрина Е. А., Перцев Н. А. Коллективные эффекты упругого взаимодействия в ансамблях микротрещин// Физ.-техн. ин-т А11 СССР. Препринт. 1987. - № 1120. - С. 1 -20

43. Гузев М.А., Макаров В.В., Ушаков А.А. «Моделирование упругого поведения образцов сжатых горных пород в предразрушающей области», ФТПРПИ, 2005, №6, с.3-13

44. Макаров В.В., Николайчук Н.А., Воронцова Н.А. Деформирование и разрушение горных пород в предельном и запредельном состояниях. — Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. 142 с.

45. Булычев Н. С. Механика подземных сооружений. М.: Недра, 1994. -382 с.

46. Гутман С.Г. К расчету тоннелей. Полуплоскость, ослабленная круговым отверстием под равномерным давлением. Известия ВНИИГ, 1939, т. 25, с. 148-168

47. Гузев М.А., Мясников В.П., Ушаков А.А. Поля самоуравновешенных напряжений в сплошной среде. ПМТФ. 2004. Т. 45, № 4. С. 121 130.

48. Гузев М.А., Макаров В.В., Парошин А.А., Опанасюк А.А. Модельные представления зонального деформирования и разрушения породного массива вокруг подземных выработок. "Геодинамика и напр. сост. недр Земли", Новосибирск: ИГД СО РАН, 2001, с. 138-144

49. Обеспечение безопасности горных выработок в условиях больших глубин/ В.В.Макаров, Л.С.Ксендзенко, В.М.Сапелкина, А.А.Опанасюк и др.// Известия ТулГУ. Серия Геомеханика. Механика подземных сооружений. Вып.4. Тула: Изд-во ТулГУ, 2006, с. 230-237

50. Работнов Ю. Н. Механика деформированного твердого тела М.: «Наука», 1988, с.

51. Гузев М.А., Мясников В.П. Геометрическая модель внутренних самоуравновешенных напряжений в твердых телах // Докл. РАН, 2001, Т. 38, №5, С. 627-629

52. Гузев М.А., Мясников В.П. Термомеханическая модель упругопластического материала с дефектами // Известия АН. Механика твердого тела, 1998, № 4, С. 156- 172

53. Гузев М.А., Мясников В.П. Геометрическая модель дефектной структуры упруго пластической сплошной среды, ПМТФ, 1999, Т. 40, № 2, С. 163-173

54. Опанасюк А.А., Макаров В.В. Способ определения напряженно-деформированного состояния массива материала// Заявка на выдачу патента Российской Федерации на изобретение, №2006135046 от 03.10.2006

55. Пежина П. Моделирование закритического поведения и разрушения диееипативного твердого тела /Труды американского общества инженеров-механиков. Теоретические основы, 1984, Т. 106, №4, С. 107-117

56. Патент RU № 2234073, Кл. G01N3/00,2004

57. Крупенников Г.А., Филатов Н.А., Амусин Б.З. и др. Распределение напряжений в горных массивах. М., Недра, 1972

58. Руководство по применению метода буровых скважин для определения напряжении в осадочных горных породах, АН СССР, Сибирское отделение института горного дела, Новосибирск, 1969

59. Reynolds О. On the dilatancy of media composed of rigid particles in contact.- Philos. Mag., 1885, ser.5, v.20, №127

60. Mead W. J. The geologic role of dilatancy, J. Geol., 1925, №33, pp. 685698

61. Bridgman P. Volume changes in the plastic stages of simple compression, J. Appl. Phis., 1949, №20, pp. 1241-1251

62. Brace W.F., Paulding B.W., Scholz C. Dilatancy in fracture of crystalline rocks, J. Geophys. Research, 1966, v.71, №16, pp. 3930-3953

63. H.B. Li, J. Zhao, T.J. Li Micromechanical modelling of the mechanical properties of a granite under dynamic uniaxial compressive loads// International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 2000, №37, pp. 923-935

64. Janach W. The role of bulking in brittle failure of rock under rapid compression. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 1976, v.13, pp. 177-86

65. Lankford J. The role of tensile microfracture in the strain rate dependence of the compressive strength of one-grained limestone analogy with strong ceramics. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1981; v. 18, pp. 173-175

66. Olsson W.A. The compressive strength of tuff as a function of strain rate from 10~6 to 103/s. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1991; v.8, № 1, pp. 115-118.

67. Lajtai E.Z, Scott Duncan E.J, Carter B.J. The effect of strain rate on rock strength. Rock Mech. Rock Eng., 1991; v.24, pp. 99-109

68. Yang C.H, Li T.J. The strain rate-dependent mechanical properties of marble and its constitutive relation. In: International Conference on Computational Methods in Structural and Geotechnical Engineering, Hong Kong, 1994, pp. 11350-11354

69. Zhao J., Li H.B, Wu M.B, Li T.J. Dynamic uniaxial compression tests on granite. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1999, v.36, №2, 2 pp. 73-77

70. Chong K.P, Hoyt P.M, Smith J.W, Paulsen B.Y. Effects of strain rate on oil shale fracturing. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1980, v. 17, pp. 35-431 I

71. Blanton T.L. Effect of strain rate from 10'" to 10 s" in triaxial compression tests on three rocks. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1981, v.18, pp. 4762

72. Horii H., Nemat-Nasser S. Compression induced micro crack growth in brittle solids: axial splitting and shear failure. J. Geophys. Res., 1985, v.90, pp. 3105-3125

73. Horii H., Nemat-Nasser S. Brittle failure in compression: splitting, faulting, and brittle-ductile transition. Phil Trans Royal Soc London 1986, №319, pp. 337-74

74. Wong T.F. Geometric probability approach to the characterisation and analysis of microcracking in rocks. Mechanics of Materials 1985, №4, pp. 261-276

75. Zhang J.X, Wong T.F, Davis D.M. Micromechanics of pressured induced grain crushing in porous rocks, J. Geophys. Res., 1990, v.95, pp. 341-351

76. Wong T.F. A note on the propagation behaviour of a crack nucleated by a dislocation pile-up, J. Geophys. Res., 1990, v.95, 8639-8646

77. Nemat-Nasser S., Deng H. Strain-rate effect on brittle failure in compression. Acta Metall. Materials, 1994, v.42, №3, 1013-1024

78. Deng H., Nemat-Nasser S. Dynamic damage evolution in brittle solids. Mechanics of Materials, 1992, v. 14, pp. 83-103

79. Ashby M.F, Hallam S.D. The failure of brittle solids containing small cracks under compressive stress state. Acta Metall. Materials, 1986, v.34, 497-510

80. Steif P.S. Crack extension under compressive loads, Eng. Fract. Mech., 1984, v.20, pp.463-473

81. Gambarotta L.G. Modelling dilation and failure of uniaxial compressed brittle materials by micro-weakened solids, Eng. Fract. Mech., 1993, v.46, №3, pp.381-391

82. Ravichandran G., Subhash G. A micromechanical model for high strain rate behavior of ceramic, Int. J. Solids Struct., 1995, v.32, №17/18, 2627-2646

83. Kemeny J.M. A model for non-linear rock deformation under compression due to sub-critical crack growth, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1991, v.28, №6, pp.459-467

84. Ravichandran G, Chen W. Dynamic failure of brittle materials under uniaxial compression. In: Kim K-S, editor. Experiments in micromechanics of failure resistant materials, 1991, pp. 85-90.

85. Nemat-Nasser S, Obata M. A microcrack model of dilatancy in brittle materials, J. Appl. Mech., 1988, v.55, pp.24-35

86. Brace W.F, Bombolakis E.G. A note on brittle crack growth in compression, J. Geophys. Res., 1963, v.68, №3709-3713

87. Nemat-Nasser S, Horii H. Compression-induced nonplanar crack extension with application to splitting, exfoliation and rockburst, J. Geophys. Res. 1982, v.87, pp.6805-6821

88. Freund L.B. Dynamic fracture mechanics. Cambridge Univ. Press, 1990

89. D.A. Lockner, J.D. Byerlee, V. Kuksenko, A. Ponomarev, A. Sidorin Quasi-static fault growth and shear fracture energy in granite// Nature, 1991, v. 350, №7, pp. 39-42

90. Wawersik W.R., Fairhurst C., A study of brittle rock fracture in laboratory compression experiments. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1970, v.7, pp. 561-575

91. Wawersik W. R., Brace W. F. Rock. Mech., 1971, №3, pp. 61-85

92. Fang Z., Harrison J. P. Application of a local degradation model to the analysis of brittle fracture of laboratory scale rock specimens under triaxial conditions/ Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2002, V. 39, № 4, pp. 459-476

93. Jaeger J.C, Cook N.G.W. Fundamentals of rock mechanics, 3rd ed. London: Chapman & Hall, 1979. p. 593.

94. Hoek E., Brown E.T. Underground excavations in rock. Inst. Min. Metall. London: Stephen Austin and Sons, 1980. p. 527

95. Pusch R. Rock mechanics on a geological base. Amsterdam: Elsevier, 1995. p. 498

96. Hudson J.A. Rock mechanics principles in engineering practice. CIRIA: Butterworths, 1989. p. 72

97. ISRM. Suggested methods for determining the uniaxial compressive strength and deformability of rock materials. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1978; 16137-16140

98. Kovari K., Tisa A., Einstein H.H., Franklin J.A. Suggested methods for determining the strength of rock materials in triaxial compression: revised version. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1983, №20, pp. 283-290

99. Paterson M.S. Experimental rock deformation: the brittle field. Berlin: Springer, 1978. p. 254

100. Hallbauer D.K., Wanger H., Cook N.G.W. Some observations concerning the microscopic and mechanical behavior of quartzite specimens in stiff, triaxial compression tests. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 1973 v. 10, pp. 713726

101. Olsson W.A. and Peng S.S. Microcrack nucleation in Marble. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1976, v. 13, pp. 53-59

102. Tapponier P., Brace W.F., Development of stress-induced microcracks in Westerly granite. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1976, v. 13, pp. 103-112

103. Tullis J., Yund R.A. Experimental deformation of dry Westerly granite. J Geophys Res., 1977, v.82, v.36, pp. 5705-5718

104. Wong T.F. Micromechanics of faulting in Westerly granite. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1982, v. 19, pp. 49-64

105. Cox S.J.D., Meredith P.G. Microcrack formation and material softening in rock measured by monitoring acoustic emissions. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., 1993 v.30, №1, pp. 11-24

106. Zang A., Wagner C.F., Dresen G. Acoustic emission, microstructure, and damage model of dry and wet sandstone stressed to failure. J. Geophys. Res., 1996, v. 101, B8, pp. 17507-17521

107. Wu X.Y., Baud P., Wong T.F. Micromechanics of compressive failure and spatial of anisotropic damage in Darley Dale sandstone. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. v. 2000, №37, pp. 143-160

108. Ashby M.F., Hallam S.D. The failure of brittle solids containing small cracks under compressive stress states. Acta Metall., 1986, v.34, pp. 497-510

109. Horii H. and Nemat-Nasser S. Brittle failure in compression: splitting, faulting and brittle-ductile transition. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond., 1986, A319, pp. 337-374

110. Kemeny J.M, Cook N.G.W. Crack models for the failure of rock under compression. Proceedings of the Second International Conference on Constitutive Laws for Engineering Materials, vol. 2, 1987. pp. 879-887.

111. Steif P.S. Crack extension under compressive loading. Eng. Fract. Mech., 1984, v.20, №3, pp. 463-473.

112. Wang Y.C., Yin X.C., Ke F.J., Xia M.F. and Peng K.Y. Numerical simulation of rock failure and earthquake process on mesoscopic scale. Pure Appl. Geophys., 2000, v. 157, pp. 1905-1928

113. Tang С., Liu H., Lee P.K.K., Tsui Y. and Tham L.G., Numerical studies of the influence of microstructure on rock failure in uniaxial compression. Part I: Effect of heterogeneity. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2000, v.37, pp. 555569

114. Blair S.C. and Cook N.G.W., Analysis of compressive fracture in rock using statistical techniques: part I. a non-linear rule-based model. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1998, v.35, pp. 837-848

115. Fang Z. and Harrison J.P. A mechanical degradation index for rock. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 2001, v.38, pp. 1193-1199

116. Fang Z. and Harrison J.P. Development of a local degradation approach to the modeling of brittle fracture in heterogeneous rocks. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2002, v.39, pp. 443-457

117. Ayling M.R., Meredith P.G. and Murrell S.A.F., Microcracking during triaxial deformation of porous rocks monitored by changes in rock physical properties. Tectonophys6, 1995, v.245, pp. 205-221

118. Besuelle P., Desrues J. and Raynaud S., Experimental characterization of the localization phenomenon inside a Vosges sandstone in a triaxial cell. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 2000, v.37, pp. 1223-1237

119. Fang Z. A local degradation approach to the numerical analysis of brittle fracture in heterogeneous rocks. Ph.D. thesis, Imperial College of Science, Technology and Medicine, University of London, 2001. p. 286

120. Mase G.T, Mase G.E. Continuum mechanics for engineers, 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 1999. p. 377

121. Peng S., Johnson A.M. Crack growth and faulting in cylindrical specimens of Chelmsford granite. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1972,№.9,pp.37-86

122. Ramez M.R.H. Fractures and the strength of a sandstone under triaxial compression. Int. J. Rock. Mech. Min. Sci., 1967, v.4, pp. 257-268

123. Donath F.A., Faill R.T. and Tobin D.G. Deformational model fields in experimentally deformed rock. Geol. Soc. Am. Bull., 1971, v.82, pp. 1441-146238.

124. Weijermars R. Principles of rock mechanics. Alboran Science Publishing, 1997. p. 359.

125. Brady B.H.G., Brown E.T. Rock mechanics for underground mining, 2nd ed. London: Chapman & Hall, 1992. p. 571

126. Pande G.N, Beer G, Williams J.R. Numerical methods in rock mechanics. Chichester. Wiley, 1990. p. 32

127. Birch, F., The Velocity of Compressional Waves in Rock to 10 Kilobars, Part 1, J. Geophys. Res., 1960, v.65, pp. 1083-1102

128. Granryd L., Getting I.C. and Spetzler H., Path Dependence of Acoustic Velocity and Attenuation in Experimentally Deformed Westery Granite, Geophys. Res. Lett., 1983, №10, pp.71-74

129. Griggs, D. and Handin J. Observations of Fracture and a Hypothesis of Earthquakes, Rock Deformation (D. Griggs and J. Handin, Eds.), Geol. Soc. Amer. Mem., 1960, v.79, pp. 347-364

130. Lockner D. and Byerlee J. Acoustic Emission and Fault Formation in Rocks, Proceedings of the First Conference on Acoustic Emission/Microseismic Activity in Geologic Structures and Materials, 1977, pp. 99-107

131. Lockner, D. and J. Byerlee. Development of Fracture Planes during Creep in Granite, Proceedings of the Second Conference on Acoustic Emission/Microseismic Activity in Geologic Structures and Materials, 1980, pp. 11-25

132. Matsushima, S., Variation of the Elastic Wave Velocities of Rocks in the Process of Deformation and Fracture under High Pressure, Bull. Disas. Prev. Res. Inst., Kyoto Univ., 1960, v.32, pp. 1-8

133. Mogi К. Study of Elastic Shocks Caused by the Fracture of Heterogeneous Materials and Its Relation to Earthquake Phenomena. Bull. Earthq. Res. Inst., 1962, v.40, pp. 125-173.

134. Mogi, K. Source Locations of Elastic Shocks in the Fracturing Process in Rocks 58., Bull. Earthq. Res. Inst., 1968, v.46, pp. 1103-1125

135. Nishizawa 0., Xai K.O. and Usunose K.K. Hypocenter Distribution and Focal Mechanism of AE Events During Two Stress Stage Creep in Yugawara Andesite, Pure appl. Geophys., 1984, v.l 12, pp. 36-52

136. Scholz С. H. The Frequency-magnitude Relation of Micro-fracturing in Rock and Its Relation to Earthquakes, Bull. Seism. Soc. Amer., 1968a, v.58, pp. 399-415

137. Scholz С. H. Experimental Study of the Fracturing Process in Brittle Rock, J. Geophys. Res., 1965b, v.73, pp. 1447-1454

138. Shimizu, N. and I. Maeda, The Effect of Velocity Anisotropy on AE Source Locations in a Very Large Granite Sample. J. Fac. Sci., Hokkaido Univ., 1982, v.VII, №7, pp. 135-144

139. Sokdergerd С. II. and Estey L. Acoustic Emission Study of Microfracturing During the Cyclic Loading of Westerly Granite, J. Geophys. Res., 1981, v.86, pp.2915-2924

140. Takahashi M., Lin W., Li X., Kwasniewski M. Mechanical and Hydraulic Behaviors in Shirama Sandstone under True Triaxial Compression Stress// Proc. Int. Symp. ISRM, EUROCK 2005, Brno, May 18-20, 2005. Brno: UCN, 2005, pp. 236-248

141. Reid H.F. The California earthquake of April 18, 1906. 2. The Mechanics of Earthquake. The Carnegie Inst. Wash., Wash., D.C., 1910

142. Brace W.F., Paulding B.W., Scholz C. Dilatancy in the fracture of crystalline rocks//J. Geophysics Res., 1966, v.77, pp. 3939-3953

143. Nur A. Dilatancy, pore fluid and premonitory variations of t/tp travel times//Bull. Seismology. Soc. Amer. 1972, v. 62, pp. 1217-1222

144. Scholz C.H. Sykes L.R., Aggarwall Y.P. Earthquake prediction: a physical basis, Science, 1973, v. 181, p. 803-810

145. Brady B.T. Theory of earthquakes. 1. A scale independent theory of rock failure, Pure Apply Geophysics, 1974, v.l 12, p. 701-725

146. Mogi K. Dilatancy of rock general triaxial stress with special reference to earthquake precursors. J. Phys. Earth, 1977, 25, Suppl., pp. 5203-5217

147. Bieniawski Z.T. Mechanism of brittle fracture of rock. P. I-III, Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1982, v. 4, №4, pp.395-430

148. Gramberg J. The "ellipse-with-notch" theory to explain axial cleavage fracturing of rocks (a natural extension to the first Griffith theory) // Int. J. Rock Mech. Min. Sci., v.7,1970, p.537-559

149. Gramberg J. Internal stresses in rock as a result of granular structure and axial cataclasis: acoustic measurements// Adv. Rock Mech., v.2, part A, 1974, p.549-556

150. Kotte A.O. Stress-strain relations and breakage of cylindrical granite rock specimens under uniaxial and triaxial loads. Int. J. Rock Mech. Min. Sci., 1969, v.6, №6, pp.581-595

151. Fu-Bao Zhang Experimental investigations on shielding effects between cracks// Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng., 1987, v.814, part 2, pp.696698

152. Grachev V., Nesterov A. I., Ovchinikov S. G. The gauge theory point defects. Phys. Status Solidi B, 1989, V. 156, pp. 403-4101. Нрц'ОУОП.ЦР. J7 ^^

153. ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ- (РОСПАТЕНТ)м ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПРОМЫШЛЕННОЙ СОБСТВЕННОСТИ

154. Бсрсжижш мб, 30. корп. 1, Мост, Г-59, ГСП-5.123995 Телефон 2*0-60-15 Телеке J1481» ПДЧ Фюсс 243-33-37

155. УВЕДОМЛЕНИЕ О ПОСТУПЛЕНИИ И РЕГИСТРАЦИИ ЗАЯВКИ0310.2006 038131 2006135046

156. Дата поступлений Входящий № Регистрационный №1. М1»ч*|вЛр(86)