Издаётся с сентября 1923 года
DOI: 10.33622/0869-7019
Russian Science Citation Index (RSCI) на платформе Web of Science
  • ОСНОВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ, ПОДЗЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ
  • Определение механических параметров скального грунта различными методами
  • УДК 624.12
    doi: 10.33622/0869-7019.2022.09.66-73
    Армен Завенович ТЕР-МАРТИРОСЯН, доктор технических наук, профессор, gic-mgsu@mail.ru
    Георгий Олегович АНЖЕЛО, кандидат технических наук, nocgeo@mail.ru
    Виталий Александрович ГЛАДКИХ, кандидат технических наук, gladkikhva@mgsu.ru
    Любовь Юрьевна ЕРМОШИНА, аспирантка, lyubov.ermoshina1801@mail.ru
    Анастасия Евгеньевна ШИПКОВА, студентка, likadarr@yandex.ru
    Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ), 129337 Москва, Ярославское ш., 26
    Аннотация. Проведены экспериментальные исследования на образцах гнейса с целью определения его прочностных и деформационных характеристик различными методами. Первая методика состоит в построении паспорта прочности горной породы в соответствии с требованиями нормативной документации, а вторая - на основе определения пределов прочности при одноосном сжатии и растяжении с помощью сферических инденторов и плоских пуансонов. Испытания выполняли на образцах призматической формы методом одноосного сжатия и на образцах неправильной формы нагружением сферическими инденторами. По результатам экспериментальных исследований построены паспорта прочности горной породы по данным пределов прочности при одноосном сжатии и растяжении, а также получены прочностные характеристики горной породы. Кроме того, построены графики зависимостей "нормальные напряжения - относительные деформации" и "ступени нагружения - относительные деформации". Выведены основные корреляционные зависимости, связывающие между собой методы определения механических характеристик горной породы. Установлено, что прочностные и деформационные характеристики гнейса не зависят от глубины отбора образцов. Учитывая влияние различных факторов на результаты исследования, необходимо проведение дополнительные лабораторных испытаний с целью уточнения корреляционных зависимостей.
    Ключевые слова: лабораторные испытания, одноосное сжатие, одноосное растяжение, скальный грунт, прочностные характеристики, деформационные характеристики, сферические инденторы, плоские соосные пуансоны
  • СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
    1. Cao W., Huang W., Wang J., Zhai Y. Large-scale triaxial test study on deformation and intensity characteristics of soil-rock aggregate mixture [Крупномасштабные трехосные исследования деформационных характеристик и напряженного состояния скально-грунтового массива]. Daxue Xuebao/ Journal of Hunan University Natural Sciences, 2016, vol. 43, no 3, pp. 142-148. doi: 10.1155/2015/238095
    2. Wu A., Wang J., Shan Z. et al. Experimental study of strength parameters and their variation characteristics of deep marbles [Экспериментальное исследование прочностных параметров и их вариационных характеристик глубинных мраморов]. Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2016, vol. 35, no. 9, pp. 1740-1746. doi: 10.13722/j.cnki.jrme.2015.1550
    3. Aghaei Araei A., Soroush A., Rayhani M. Large-scale triaxial testing and numerical modeling of rounded and angular rockfill materials [Крупномасштабные трехосные испытания и численное моделирование округлых и угловатых материалов каменных набросок]. Scientia Iranica Sciences, 2010, vol. 17, no. 3A, pp. 169-183.
    4. Zhong Z., Xu J., Liu X., Tu Y., Wang, P. Large-scale triaxial tests on deformation and mechanical behavior of soil-rock mixture in mountain area [Крупномасштабные трехосные испытания, направленные на исследование механических характеристик скально-грунтового массива в горной местности]. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 2016, vol. 21, no. 26, pp. 10325-10336.
    5. Huang S., Ding X., Zhang Y., Cheng W. Triaxial test and mechanical analysis of rock-soil aggregate sampled from natural sliding mass [Трехосное испытание и механический анализ скально-грунтового массива, отобранного из естественного массива скольжения]. Advances in Materials Science and Engineering, 2015, vol. 2015, no. 238095. doi: 10.1155/2015/238095
    6. Zhou H., Wei Y. Mechanical parameters of concealed fault rock mass on Nujiang river [Механические характеристики скального массива скрытого разлома на реке Нуцзян]. Xinan Jiaotong Daxue Xuebao/Journal of Southwest Jiaotong University, 2022, vol. 57, no 1, pp. 166-172 and 199. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.20200314.
    7. Li B., Yu S., Yang L. et al. Multiscale fracture characteristics and failure mechanism quantification method of cracked rock under true triaxial compression [Метод количественной оценки многомасштабных характеристик разрушения и механизма разрушения трещиноватой породы при истинном трехосном сжатии]. Engineering Fracture Mechanics, 2022, vol. 262, no. 108257. doi: 10.1016/j.engfracmech.2022.108257
    8. McBeck J., Ben-Zion Y., Renard F. Volumetric and shear strain localization throughout triaxial compression experiments on rocks [Локализация объемной и сдвиговой деформации в ходе проведения экспериментов по трехосному сжатию горных пород]. Tectonophysics, 2021, vol. 822, pp. 229181. doi: 10.1016/j.tecto.2021.229181
    9. Li X. F., Li H. B., Liu Y. Q. et al. Numerical simulation of rock fragmentation mechanisms subject to wedge penetration for TBMs [Численное моделирование механизмов дробления горных пород при клиновой проходке для ТПМК]. Tunnelling and Underground Space Technology, 2016, vol. 53, pp. 96-108. doi: 10.1016/j.tust.2015.12.010
    10. Yang S., Sun B., Tian W. Discrete element simulation of the mechanical properties of shale with different bedding inclinations under conventional triaxial compression [Дискретно-элементное моделирование механических свойств сланцев с различным наклоном слоистости при обычном трехосном сжатии]. Gongcheng Kexue Xuebao/Chinese Journal of Engineering, 2022, vol. 44, no. 3, pp. 430-439. doi: 10.13374/j.issn2095-9389.2020.10.12.005
    11. Sukkarak R., Likitlersuang S., Jongpradist P., Jamsawang P. Strength and stiffness parameters for hardening soil model of rockfill materials [Параметры прочности и жесткости для модели упрочняющегося грунта материалов каменной наброски]. Soils and Foundations, 2021, vol. 61, no. 6, pp. 1597-1614. doi: 10.1016/j.sandf.2021.09.007
    12. Ma R., Dai H. Experimental study on the deformation characteristics and strength parameters of rock-soil of landslide of levee's bank slope [Экспериментальное исследование деформационных характеристик и параметров прочности скальной породы оползня берегового склона дамбы]. Civil Engineering and Urban Planning III. CRC Press, 2014. doi: 10.1201/B17190-39
    13. Sivakugan N., Das, B., Lovisa J., Patra C. Determination of c and j of rocks from indirect tensile strength and uniaxial compression tests [Определение параметров c и j горных пород по результатам косвенных испытаний на прочность при растяжении и одноосном сжатии]. International Journal of Geotechnical Engineering, 2014, vol. 8, pp. 59-65. doi: 10.1179/1938636213Z.00000000053
    14. Wang S., Wang G. Study on strength and deformation characteristics of rock soil mixture and soil stone interaction [Исследование прочностных и деформационных характеристик смеси скального грунта и взаимодействия почва-грунт]. Chemical engineering transaction, 2017, vol. 62, pp. 991-996. doi: 10.3303/CET1762166
    15. Chen L., Chen X., Yang Y. et al. Cuttings-test method for predicting rock strength [Метод испытания выбуренных горных пород для прогнозирования прочности]. Energy Reports, 2022, vol. 8, pp. 3964-3969. doi: 10.1016/j.egyr.2022.03.005
    16. Коршунов В. А., Карташов Ю. М., Козлов В. А. Определение показателей паспорта прочности горных пород методом разрушения образцов сферическими инденторами // Записки горного института. 2010. Т. 185. С. 41-45.
    17. Lin Y., Chen L., Chen Y. Numerical investigation of the fracture characteristics of rock under normal wedge indentation tests [Численное исследование характеристик разрушения горных пород при испытаниях на вдавливание обычным клином]. Available at: https://www.webofscience.com/wos/woscc/full-record/WOS:000291373800099 (accessed 17.08.2022).
    18. Wang R., Li Y., Lv D. et al. Comparison of test methods for determining the tensile strength of soil and weak rocks [Сравнение методов испытаний для определения прочности грунта и слабых горных пород на растяжение]. Frontiers in Earth Science, 2022, vol. 10, pp. 835851. doi: 10.3389/feart.2022.835851
    19. Yang H., Renner J., Brackmann L., Rцttger A. Normal indentation of rock specimens with a blunt tool: role of specimen size and indenter geometry [Нормальное вдавливание образцов горных пород тупым индентором: роль размера образца и геометрии индентора]. Rock Mechanics and Rock Engineering, 2022, vol. 55, no. 4, pp. 2027-2047. doi: 10.1007/s00603-021-02732-4
    20. Mao R., Fang K., Zhao T., Liu N. Failure mechanism of rock with pre-existing surface crack under cone penetration test [Механизм разрушения горной породы с ранее существовавшей поверхностной трещиной при испытании на конусное вдавливание]. Yanshilixue Yu Gongcheng Xuebao/Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2022, vol. 41, no. 6, pp. 1183-1192. doi: 10.13722/j.cnki.jrme.2021.0764
    21. Petrнk J., Palfy P., Bla_ko P. et al. The indentation size effect (ISE) and the speed of the indenter penetration into test piece [Эффект размера области вдавливания и скорости проникновения индентора в испытываемый образец]. Manufacturing Technology, 2016, vol. 16, no. 4, pp. 36-37. doi: 10.21062/ujep/x.2016/a/1213-2489/MT/ 16/4/771
    22. Jiang H., Cai Z., Wang O., Meng D. Experimental and numerical investigation of hard rock breakage by indenter impact [Экспериментальное и численное исследование разрушения твердых пород ударом индентора]. Shock and Vibration, 2020, vol. 2020, no. 2747830. doi: 10.1155/2020/2747830
    23. Han D., Zhu J., Leung Y. Failure strength and fracture characteristics of rock with discontinuity under indirect tension [Прочность на разрушение и характеристики разрушения горной породы с нарушением сплошности при косвенном растяжении]. Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering, 2022, no. 3. doi: 10.1016/j.jrmge.2022.02.007.
  • Для цитирования: Тер-Мартиросян А. З., Анжело Г. О., Гладких В. А., Ермошина Л. Ю., Шипкова А. Е. Определение механических параметров скального грунта различными методами // Промышленное и гражданское строительство. 2022. № 9. С. 66-73. doi: 10.33622/0869-7019.2022.09.66-73


НАЗАД