vestnik Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества Ecological Bulletin of Research Centers of the Black Sea Economic Cooperation 1729-5459 Кубанский государственный университет RU 80 Научная статья Original article Механика Mechanics Численное моделирование определяющих соотношений слоистых и трещиноватых скальных пород Numerical modeling of constitutive equations for layered and crack rock massive Яновский Ю.Г. Яновский Юрий Григорьевич Yanovsky Yuriy G.

д-р техн. наук, профессор, директор Института прикладной механики РАН

 Власов А.Н. Власов Александр Николаевич Vlasov Aleksandr N.

канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник Института прикладной механики РАН

 Институт прикладной механики РАН, МоскваInstitute of Applied Mechanics, Russian Academy of Science, Moscow 31 03 2005 1 43 50 15 03 2005 22 03 2005 31 03 2005 Copyright (c) 2005 Яновский Ю.Г., Власов А.Н. 2005 Яновский Ю.Г., Власов А.Н. Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

An algorithm for computing mechanical properties and stress-strain state of rock massive has been proposed. The algorithm is based on the method of asymptotic homogenization. We compare the results of our analytical computation with experimental investigations. An unconventional approach has been offered to determine mechanical characteristics of rock blocks, which are severed with systems of cracks. The approach makes it possible to compute the total set of strain and strength properties of the above media. The results of direct numerical modeling for the rock samples with cracks have been correlated with assessments made by the authors by means of the analytical computing method, and exhibited correctness of the algorithms proposed.

В работе предложен алгоритм определения механических свойств горных пород и расчёта их НДС, основанный на методе асимптотического усреднения. Приводится сравнение результатов, полученных расчетно-аналитическим методом, с данными натурных экспериментов. Предложен оригинальный подход к определению механических характеристик скальных массивов, рассечённых системами трещин, позволяющий оценить полный набор, как деформационных, так и прочностных свойств таких сред. Сравнение данных, полученных на базе прямого численного моделирования для образцов горных пород, рассечённых ортогональной системой трещин, и оценок, выполненных авторами с помощью расчетно-аналитического метода, показало корректность предложенных алгоритмов.

 Работа выполнена при поддержке администрации Краснодарского края и РФФИ р2003юг (03-01-96658). Miyaike Y., Mizuno N., Momoze Y., Nakamura J. Experimental and analytical studies on mechanical properties of layered soft rock mass // Scale Effects in Rock Masses 93: Balkema. Rotterdam, 1993. P. 125-132. Бахвалов Н.С. Осреднение дифференциальных уравнений с частными производными с быстро осциллирующими коэффициентами // Доклады АН СССР. 1975. Т. 221. № 3. С. 516-519. Бахвалов Н.С., Панасенко Г.П. Осреднение процессов в периодических средах. М.: Наука, 1984. 352 с. Власов А.Н., Мерзляков В.П., Ван-Чжен. Асимптотический метод осреднения в расчёте нелинейных деформационных характеристик скальных грунтов // Нелинейная механика грунтов: Труды IV Российской конференции. Т. 1. С.-Пб., 1993. С. 19-25. Vlasov A.N., Merzlyakov V.V. Deformability parameters of stratified and jointed rock // Safety and environmental issues in rock engineering. Eurorock 93: Proc. ISRM International Symposium. Lisboa, Portugal, 1993. A.A.Balkema, Rotterdam, Brookfield, 1995. P. 975-981. Мюллер Л. Инженерная геология. Механика скальных массивов. М.: Мир, 1971. 256 с. Ву Э.М. Феноменологические критерии разрушения анизотропных сред. Механика композиционных материалов / Ред. Дж. Сендецки. М.: Мир, 1978. Т. 2. С. 401-491. Руппенейт К.В. Деформируемость трещиноватых горных пород. М.: Недра, 1975. 224 с. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетерс Г.А. Сопротивление жёстких полимерных материалов. Рига: Зинатне, 1972. 498 с. Малмейстер А.К., Тамуж В.П., Тетерс Г.А. Сопротивление полимерных и композитных материалов. Рига: Зинатне, 1980. 571 с. Лехницкий С.Г. Теория упругости анизотропного тела. М.-Л.: ГИТЛ, 1950. 300 с.