Оцінка енергії руйнування зразків гірських порід при асиметричному навантаженні

Abstract

Розроблено математичну модель руйнування призматичних зразків гірських порід при асиметричному навантаженні. При одноосьовому стисканні забезпечувався асиметричний напрямок контактних дотичних напружень. Встановлено, що межі міцності при руйнуванні зразків для асиметрично спрямованих контактних дотичних напружень в три рази менше в порівнянні з симетричним навантаженням. П'ятикратно зменшується деформація при однакових показниках фізико-механічних властивостей матеріалу гірських порід. Крім цього, при асиметрично-протилежно направленому навантаженні після входу тріщини на протилежну горизонтальну половину зразка виникає руйнування, що само підтримується. Питома енергія руйнування зразка при aсиметрично спрямованих контактних дотичних напруженнях в порівнянні з симетрично спрямованими контактними дотичними напруженнями знижується до 10 - 11 разів. Підтверджується, що навантаження крихких гірських порід асиметрично спрямованим навантаженням є істотно вигідним з точки зору витрат енергії на руйнування.

A mathematical model of destruction of prismatic samples of rocks under asymmetric loading is developed. At uniaxial compression the asymmetric direction of contact tangential stresses was provided. It is established that the limits of tensile strength of samples for asymmetrically directed contact tangential stresses are three times less in comparison with symmetrical loading. Deformation decreases five times at the same indicators of physical and mechanical properties of rock material. In addition, with asymmetrically-oppositely directed load after the entry of the crack on the opposite horizontal half of the sample there is a self-sustaining destruction. The specific fracture energy of the sample at asymmetrically directed contact tangential stresses in comparison with symmetrically directed contact tangential stresses is reduced to 10 - 11 times. It is confirmed that the load of brittle rocks by asymmetrically directed load is significantly advantageous in terms of energy consumption for destruction.