Голуб Віталій Васильович. Обґрунтування методу розрахунку стійкості бортів кар'єрів, які формуються у масиві гірських порід складної структури

Короткий опис

Голуб Віталій Васильович. Обґрунтування методу розрахунку стійкості бортів кар'єрів, які формуються у масиві гірських порід складної структури : Дис... канд. наук: 05.15.09 - 2005.

Голуб В.В. Обґрунтування методу розрахунку стійкості бортів кар’єрів, які формуються у масиві гірських порід складної структури. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.15.09 - "Механіка ґрунтів і гірських порід".- Національний гірничий університет Міністерства освіти і науки України, Дніпропетровськ, 2004.
Розроблена інженерна методика, що дозволяє визначати місце розташування найбільш слабких поверхонь зрушення з наперед заданою формою в гірських масивах, що мають складну структуру. Створено алгоритм, що враховує структурну будівлю гірського масиву.
Отримано звичайне нелінійне диференціальне рівняння першого порядку, яке описує місце розташування і форму інтегральних поверхонь зрушення в масиві, що має складну структуру, з урахуванням пористості, обводнення і бічного розпору ґрунтів і гірських порід. Форма і місце розташування інтегральних поверхонь зрушення, що розташовуються в масиві з глибини, досить добре погоджується з експериментальними даними, які отримані в натурних і лабораторних умовах. Створено оригінальну методику оцінки стійкості бортів кар'єрів і відвалів.
Розроблено на основі результатів дисертації пакет програм для ПЕОМ, який застосовувався при проектуванні укосів бортів кар'єрів і відвалів на родовищах України і СНД.
Результати досліджень опубліковані в 9 наукових працях, з них 6 - у спеціалізованих збірниках наукових праць.

У дисертаційній роботі отримане нове рішення актуальної наукової задачі щодо обґрунтування методу розрахунку стійкості бортів кар’єрів, яке полягає в розробці інженерної методики, що визначає форму і місце розташування потенційних поверхонь зрушення масиву, та базується на комплексному обліку структурних особливостей масиву, пористості, обводнення, бічного розпору порід і фізико-механічних особливостей стану гірського масиву до глибиниі нижче.
Найбільш важливі наукові результати, висновки і рекомендації полягають у наступному:
1. Встановлено, що величина коефіцієнта запасу стійкості борту кар'єру зі складною структурою масиву, яка обчислена з використанням передбачуваних параболічних поверхонь зрушення, визначається, головним чином, фізико-механічними властивостями гірської породи, що розташована в нижній частині (приблизно в 1/3 від підошви) борту кар'єру, причому, у першу чергу, за рахунок величини кута внутрішнього тертя порід, а потім за рахунок зчеплення порід.
2. Встановлено, що в інженерних розрахункових схемах облік реальної структури масиву ґрунтів і гірських порід дозволяє уточнити коефіцієнт запасу стійкості борту кар'єру в середньому на 15 %.
3. Вперше встановлено, що інтегральні поверхні зрушення, які описані звичайним нелінійним диференціальним рівнянням першого порядку, можуть існувати в масиві на глибині, що перевищує.
4. Вперше визначено, що кут нахилу до обрію елементарних площадок зрушенняз глибиною може знаходитися в межах від величинидо величини кута внутрішнього тертя поріді описується аналітичною залежністю
де- висота призми обвалення,- зчеплення породи в масиві,- об'ємна вага породи масиву.
5. Вперше доведено, що інженерний прийом розбивки призми можливого обвалення на вертикальні блоки, між якими у вертикальних площинах відсутні нормальні напруження, з наступним визначенням місця розташування по висоті і кута нахилу площадки зрушення вертикального блоку з умови його граничної рівноваги, дозволяє одержати найбільш визнану практикою і широко відому формулу І.А. Сімвуліді і В.В. Соколовського для визначення величини.
6. Вперше обґрунтована гранична рівновага масиву, що знаходиться глибше(місце розташування інтегральних поверхонь зрушення), що підтверджується практичними результатами керованого обвалення прироблених уступів (створення вироблення, що послабляє, у підошві і, що оконтурює, у покрівлі уступу на глибину).
7. Встановлено, що глибина виникнення площадок зрушення в масиві збільшується при зростанні величин кута внутрішнього тертя і бічного розпору ґрунту.
8. Вперше визначено, що складена поверхня зрушення в області укосу масиву утворюється з ділянки, що описується інтегральною поверхнею зрушення, і двох прямолінійних ділянок поверхні зрушення, одна із яких вертикальна.