Способ моделирования гравитационных смещений массивов горных пород

СОЮЗ СООЕТСИИХССЦЕМВМВЮРЕСПУВЛИН зсю Е 2 С 4 ЦОО САНИЕ ИЗОБРЕТ А. Гулакян,Савинковельский институтЛомоносова льство СССР1/00, 1982 (прот ДЕЛИРОВАНИЯ ЕШЕНИИ МАСД по авт, св. ем, что, с цельюмоделирования,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТ(54)(57) 1. СПОСОБ МО ГРАВИТАЦИОННЫХ СМ СИВОВ ГОРНЫХ ПОРО Я 086166, отличавмийся повышения достоверности,.801113545 Д предварительно определяют эталонное зна. чение дальности выноса обломков Ь путем испытания слоя обломков из эталонного материала, не разрушающегося в условиях динамического напряженного состояния, испытывают выбранный модельный материал, сравнивают значения дальности выно. са обломков модельного материала 1. с эталонным значением 1., и при 1., уменьшают прочность модельного материала до получения значения Ь 1 а затем для данного материала определяют предельное значение удельной силы трения и уточняют гео-. метрический масштаб моделирования.2. Способ по п. 1, огличаю 1 иийся тем, что эталонное значение дальности выноса обломков определяют путем расчета по закону Кулона.ри ОИз (2 ольши рн Изобретение относится к горному делу.По основному авт. св. Ж 1086 б 6 извес= тен способ моделирования гравитационных смещений массивов горных пород, основанный на создании объемной модели, воспроизводящей строение и рельеф натурного склона, из эквивалентных материалов и изготовление обрушаемой части модели в виде дислоцированного блока, сбрасы. ванне блока на поверхность модельного склона, определение дальности выноса обломков, скорости их смешений и конечное пространственное положение смещенных масс, и определение по полученным данным соответствующих параметров моделируемо о процесса в натуре и предельного значения удельной силы трения в потоке об. ломков ).Данный способ характеризуется недо. статочной достоверностью моделирования, связанной с неточным выбором прочности эквивалентного материала, 20Целью изобретения является повышение достоверности моделирования.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу моделирования гравита. ционных смещений массивов горных пород предварительно определяют эталонное зна чение дальности выноса обломков Е э путем испытания слоя обломков иэ эталонного материала, не разрушающегося в условиях динамического напряженного со. стояния, испытывают выбранный модельный материал, сравнивают значения дальности выноса обломков модельного материала Ем с эталонным значением .э и при 1%аз уменьшают прочность модельного материала до получения значения )-Йа затем лля данного материала определяют предельное значение улельной силы трения и уточняют геометрический масштаб моде. лирования.Кроме того, эталонное значение дальности выноса обломков можно также определить путем расчета по закону Кулона.Способ осу шествляют следующим образом.В изучаемом регионе избирает характерный натурный склон, на котором ранее происходили обвально-оползне вые процес сы, Для иэбра нного объекта производят математический расчет исследуемого процесса в рамках следующей модели.Сопротивление движению обвалившейся массы горных пород определяется силой трения потока обломков о подстилаю щее основание. Гри малой толщине потока Н эта сила подчиняется закону Кулона и растет с ростом Н, достигая при некотором значении И = Н предельной величины, определяемой прочностью более слабого из пары трущихся материалов: поток обломков - основание, С дальнейшим ростом мощности (толщины) потока сила трения остается на этом постоянном уровне, тогда как движущая сила, пропорциональная глубине потока, растет. Это н приводит к тому, что у крупномасштабных обвалов и оползней, характеризующихся большими толщинами потока обломков породы, сила сопротивления оказывается весьма малой в сравнение с движущей силой гравитационной природы и поэтому такие потоки обладают большой подвижностью и способностью перемещаться на значительные рас. стояния. В соответствие с этим выражение лля улельной (на елиницу плошали) си. лы трения приобретает вид р 1 Я)(с 0( при 1 (пригде э - коэффициент трения Кулона;ЪЯ - средняя плотность обвального потока;- ускорение силы тяжести;- предельное значение удельнои силы трения;Ч- угол склона.В результате получаем иэ () выражение для коэффициента тренияг - Ч; прис) видно, что при толшинах потока,б х некоторой критическойначинает проявляться масштабный эффект,так как коэффициент трения при ННобратно пропорционален И и, следовательно,уменьшается с ростом Н,В,соответствие с этой моделью устанавливают численное значение ). обеспечивающее согласие результатов расчета снатурными данными. По найденному .значениюопределяют иэ (3) величину Н .Затем в специальной испытательной установке - наклонном лотке простой формы,создают возможность смешения слоя обломков (толщиной НоН М,) эталонного, неразрушающегося, в условиях опыта материала (М = -- - - наиболее це 1О= 1 ОООлесообраэный геометрический масштаб ллялотковых испытаний). Перемещающийсяпо лотку материал образует скоплениеобломков в конце пути. Фиксируют дальность выноса 1 э обломков эталонного материала. По такой же методике проводятиспытания модельного материала, прелназначенного для изготовления объемной мо.дели. Сопоставляют дальность перемещения обломков молельного материала Ьм сдальностью .э (последнее может быть получено также расчетом по известной метоли.ке при( = о, что соответствует режиму трения по Кулону). При ЬЬ, ланный матеал признают пригодным лля молелиро.(.остаиигель И. НаааркинаТекред И. Нерес Корректор М. 1 емиикТираж 5(141 одиисноеВНИИПИ Государственного комитета СССРио делам нэобретеннйн открытий( ЗО 35, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП еПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Реликгор М. БандуриЗакал 62(Н 1/27 вания. Если Ь-, то уменьи(ают прочность модельного материала и повторяют испытания пока не получат).Е,. Устанав ливают расчетом, так же как и для натурного объекта, значение 1 .( для эксперимента с потоком обломков модельного материала в лотке, обеспечиваюшее получение в расчетах экспериментально измеренного значения С,м, и уточняют геометрический мас. штаб М, в котором необходимо проводить физическое моделирование с подобранным модельным материалом в соответствие с фор- мулой М= 4-., (4)ен Уггде 5, уи - объемные веса материаловнатуры н модели.В этом геометрическом масштабе с ис.пользование подобранного материала эквивалента изготавливают объемную мо дель исследуемого натурного склона и приступают к определению кинематическихпространственных параметров прогнозируемого обвально-оползневого процесса по методике, описанной в прототипе ,Предлагаемый способ позволяет произвести точный выбор модельного материала и соответствующего ему масштаба моделирования и тем самым повысить достовер. ность прогноза обвально оползневых процессов посредством физического моделирования. Полученные данные найдут применение 15 при проведении защитных мероприятий на обвально.оползнеопасных склонах и при создании крупных насыпных плотин взрыв ным способом.