Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 [ 70 ] 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139

Рис. 4.28. Ориентация и толщина полос локализации (по работам И.А.Гарагаша, см. [26])

Полосы разделены зонами (рис. 4.28) упругой разгрузки толщиной ai- При чистом сдвиге

18 \-v

а2 =

(4.150)

где fl, - толщина полосы, пропорционадьная радиусу зерна (фрагмента) геоматериала [26].

4.5.4. НАВЕДЕННАЯ ДИЛАТАНСИОННАЯ АНИЗОТРОПИЯ

Появление системы полос придает геоматериалу анизотропные свойства. Соответственно функция текучести

Ф.[Ji,x) = (4.151)

и условие дилатансии

Ф.(/*,;;) = 0 (4.152)

будут зависеть от целого набора инвариантов тензоров напряжения и деформации, у,, J, включая нач;и1ьные напряжения и пластические деформации, собственно и определяющие характер анизотропии [55]. Следует помнить, что весьма существенны изменения поверхности текучести, соответствующие общему снижению прочности, если одно из нормальных напряжений оказывается растягивающим (хотя среднее давление /?= -о = (1 / 3) (уц 5ц и сохраняется сжимающим [26, 222]).

16 Заказ № 1497

5.1. Элементарная теория подземного взрыва

5.1.1. ПОСТАНОВКА ПРОБЛЕМЫ

Подземные камуфлетные взрывы характеризуются минимальным повреждением свободной поверхности. При этом только слабые упругие волны могуг достигнуть поверхности земли, что обеспечивается достаточной глубиной заложения заряда.

С математической точки зрения подземный камуфлетный взрыв наиболее прост [ПО], поскольку соответствующее динамическое движение сферически симметрично. Это означает, что уравнения баланса масс и импульса для горного массива имеют вид

др , др dt дг

dv . 2 - + -V дг г

(5.1)

dv , dv

+ v-

ocTr cr

(5.2)

где p - [1 - m)pQ - плотность геоматериала; V, - радиальные компоненты массовой скорости и напряжения; сг = сг - сГд (сГд - кольцевое напряжение).

Динамика горного массива развивается под воздействием полости, заполненной взрывными газами с высоким давлением, которая расширяется по закону

Р = Ро

(5.3)

где у - показатель адиабатического расширения газа; р -давление в полости; а - радиус полости {Рд,ао - начальные

ВЗРЫВЫ И СЕЙСМИКА ГОРНЫХ МАССИВОВ

значения), меняющийся вместе с объемом полости, который пропорционален а".

Правая часть (5.3) - это граничное условие для радиального напряжения а г при г=а (отрицательное при сжатии).

Расширяющаяся полость моделирует динамическое действие взрыва, причем различия между ядерными и химическими взрывами учитываются [ПО] заданием начальной массы газа и его энергии

4 у -1

(5.4)

Последняя пропорциональна начальнолгу давлению в полости. Здесь - среднее литостатическое давление.

D- гранит; д - туф ; 1-глины криолит;)f- соль

(0°

Рис. 5.1. Интенсивность сейсмической волны камуфлетного взрыва в высокопористой породе на порядок слабее, чем в монолитной скале; водонасьпцен-иость также существенна

Для ядерных взрывов характерены весьма высокий уровень энергии и одновременно очень малая масса газа, возникающая только за счет испарения металла ядерного устройства и вмещающего горного массива на стенках полости. Если массив влажен, к этим газам добавляется испарившаяся вода и эффективная энергия ядерного взрыва существенно возрастает [17].

16» 243