Предлагаем ознакомиться с переводом и адаптацией статьи с авторскими дополнениями о специальной модели для горных пород (скальных грунтов) с разупрочнением Hoek-Brown with softening. Автор — Григорий Алексеевич Иовлев, кандидат технических наук, ассистент кафедры СГПиПС, Санкт-Петербургский Горный университет, email: [email protected].

В качестве редактора выступил Виктор Вадимович Самосват, главный специалист Новгородского филиала АО «Институт «Cтройпроект» (Комплексное проектирование транспортных сооружений), аспирант Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I.

<aside> 💡 На сайте Геоинфо есть отредактированный вариант статьи:

Модель Хука - Брауна с разупрочнением сделает геотехнические решения более надежными

Ниже представлен авторский вариант.

</aside>

Содержание

Аннотация

На текущий момент большинство геомеханических прогнозов, использующих численные конечно-элементные методы, базируются на использовании упруго-пластических моделей, работающих исключительно с допредельной стадией деформирования. При достижении предельного состояние такими моделями либо описывается последующее идеально-пластическим течение, либо идеально пластическим течение с упрочнением за счет дилатансии. Исключение составляют ряд программных комплексов, способных учитывать идеально-хрупкое разрушение и остаточную прочность, при этом процесс разупрочнения не рассматривается.

Включение описания поведения горных пород в запредельной стадии деформирования позволит уточнить размер и форму зон предельного состояния, кроме того, разбить ее на две части, в соответствии с протекающими в них процессами. Первая ­— в которой еще реализуется процесс разупрочнения, то есть происходит развитие пластических деформаций при незначительном изменении напряженного состояния. Вторая — в которой горные породы уже перешли к остаточной прочности.

При этом разупрочнение (плавное снижения прочности до остаточной) может не проявляться на образцах ненарушенной структуры, а возникать только в массивах, со средней или значительной трещиноватостью, что характерно для большинства горных массивов.

Повышения качества геомеханического прогнозирования позволит принимать наиболее рациональные геотехнические решения, например, в части прогнозирования устойчивости лба забоя горных выработок и формируемого в его окрестности свода поддержки, а также влияния выбранной технологии проходки на протекающие в окрестности выработки негативные геомеханические процессы, прогнозирования поведения подземных выработок при сейсмических нагрузках и т. д.

Гипотетически, исходя из энергетических принципов, за счет учета разупрочнения становится возможным прогнозирование процессов динамического проявления горного давления в виде горного удара.

Одна из возможностей описания процесса разупрочнения при переходе к остаточной прочности появилась в 2019 году за счет пользовательской модели Hoek-Brown with softening. Описание модели, в основном, в виде частичного перевода пользовательского мануала с официального сайта, с некоторыми авторскими дополнениями представлено в данной работе.

О переводе

В работе представлен частичный перевод мануала, посвященному описанию пользовательской модели Хука-Брауна с разупрочнением [3]: https://communities.bentley.com/products/geotech-analysis/w/plaxis-soilvision-wiki/46245/udsm---hoek-brown-model-with-softening

Относительно мануала, представленного на сайте, есть ряд отличий:

Модель Хука – Брауна