Напряженно-деформированное состояние двух штреков в наклонно слоистом трещиноватым массиве в условиях упругих деформациях пород
DOI:
https://doi.org/10.26577/JMMCS.2020.v105.i1.11Ключевые слова:
штрек, изопараметрический элемент, транстропный массив, метод конечных элементов.Аннотация
В работе на основе однородной анизотропной механико-математической модели наклонного
мелкослоистого массива с двоякопериодической системой щелей систематически численно
исследовано закономерности распределения упругих напряжений и перемещений вблизи
двух штреков произвольной формы профиля и глубины методом конечных элементов в
условиях плоской деформации. Расчет был осуществлен с путем превращения ослабленных
пород с двумя раскопками по упругости к эквивалентной однородной среде. Решать задачау
начального статического напряженного состояния двухдиагональных выработок на породе,
ослабленной двухпериодными трещинами по аналогическим методом трудно, по этому была
решена обобщенным методом плоской деформации с использованием первого и второго
изопараметрических элементов методом конечных элементов. Приведены способы деления
площади, заданной методом конечных элементов, на параметрические четырехугольные
элементы и численного определения напряженно-деформированного состояния двойных
выработок.
Разработан расчетный алгоритм и составлен программный комплекс для изучения
упругого состояния сближенных полостей произвольной глубины и формы. Проведен
многовариантный численный расчет и анализ влияния на составляющие напряжений и
перемещений вблизи полостей, геометроических, физических параметров пород.
Библиографические ссылки
[2] Stocke K., "Fur das Gebingsdruckproblem wichtige Begriffe aus der technischen Mechanik" , Zeitschrift fur des BergHutten und Salinenwesen Bd. 84, H. 11(1937): 465-67.
[3] Muskhelishvili N.I., "Some basic tasks of the mathematical theory of elasticity" , Moscow: Nauka (1966): 707.
[4] Filshtinsky L.A., "Stresses in Regular Double-Periodic Lattices" , Journal of Engineering. Solid Mechanics (1967): 112.
[5] Cosmodamian A.S.,Neskorodev M.M., "The double-periodic problem for an anisotropic medium weakened by elliptical
holes" , Dopovidi AN URSR ser. A (1970): 148.
[6] Yerzhanov Zh.S., Kaydarov K.K. and Tusupov M.T., "A mountain massif with incomplete adhesion of layers" , Mechanical
processes in a mountain massif Alma-Ata, Nauka (1969): 115.
[7] Erzhanov Zh.S., Aitaliev Sh.M. and Masanov J.K., "Stability of horizontal workings in an inclined-layered massif" , AlmaAta, Nauka (1971): 160.
[8] Segerlind L., "Application of the finite element method" , M.: Mir (1979): 392.
[9] Amusin B.Z. and Fadeev A.V., "The finite element method in solving problems of mining mechanics" , M.: Nedra (1975): 142.
[10] Yerzhanov Zh.S. and Karimbaev T.D., "The finite element method in problems of rock mechanics" , Alma-Ata: Nauka (1975): 238.
[11] Aitaliev Sh.M., Masanov Zh.K., Baymakhanov I.B. and Makhmetova N.M., "Seismic stress state of paired tunnels" , Computational methods for solving the problems of mechanics of a deformable solid Karaganda (1987): 3-15.
[12] Jean-Michel H., "Hydrodynamics of Free Surface Flows" , Modeling with the Finite Element Method 1st Edition The USA (2007): 360.
[13] Mahmetova N.M., Solonenko V.G. and Bekzhanova S.T., "The calculation of free oscillations of an anisotropic threedimensional array of underground structures" , Bul letin of National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan (2017): 24-28.
[14] Khoei A.E., and Haghighat, "Extended finite element modeling of deformable porous media with arbitrary interfaces" ,
Applied Mathematical Modeling (2011): 5426-5441.
[15] Iktisanov V., "Hydrodynamic research methods and modeling of multilateral horizontal wells" , Publishing house (2007): 56.
[16] Khodabakhshi G., Spataru C., "Development of a predictive mathematical model for fluid-porous media interaction
problems" , Supplement Proceedings of ICMI (2006): 123-138.
[17] Vu M., Sulem J., Subrin D., Monin M., "Semi-Analytical Solution for Stresses Mathematical Model of Fluid Filtration to Horizontal Well 211 and Displacements in a Tunnel Excavated in Transversely Isotropic Formation with Non-Linear Behavior" , Rock Mechanics (2013): 213-229.
[18] Wang H.F., "Princeton University Press: Theory of linear poroelasticity with applications to geo mechanics and hydrogeology" , New Jersey (2000), 276.
[19] Ali E., Guang W., Zhiming Zh., Weixue J., "Assessments of Strength Anisotropy and Deformation Behavior of Banded Amphibolite Rocks" , Geotechnical Geological Engineering (2014): 429-438.
[20] Wittke W., Ernst and Sohn GmbH., "Ro ck Mechanics Based on an Anisotropic Jointed Ro ck Mo del" , New-York (2014): 875.
[21] Alabi O.O., Ajah D.T. and Abidoye L.K., "Mathematical Modeling of Hydraulic Conductivity in Homogeneous Porous Media: Influence of Porosity and Implications in Subsurface Transport of Contaminants" , Electronic Journal of Geotechnical Engineering (2016): 89-102.
