Реконструкция структуры, напряженно-деформированного и теплового состояний, источников возмущений массивов пород по данным измерений на поверхности смещений, температуры, еe градиента

Объект исследования - массив горных пород. Целью работы является реконструкция структуры, напряженно-деформированного и теплового состояний, источников возмущений массивов пород по данным измерений на поверхности (смещений, температуры, ее градиента). В работе применяются теоретические, численные, экспериментальные методы. Решена задача об определении смещений контура горной выработки кругового сечения, когда все смещения на нем уже прошли в момент создания выработки. На обнаженную поверхность массива пород наносится контур, подобный контуру исследуемой выработки с последующей разгрузкой. При этом смещения измеряются как на границе образующегося керна, так и на контуре создаваемого отверстия, имитирующего контур выработки. Эти смещения разнятся не только по направлению, но и по величине. Для определения полных смещений на границе выработки необходимо те и другие смещения сложить. Суммарные смещения используются как для оценки напряженно- деформированного состояния массива горных пород вокруг горных выработок, так и для оценки внешних нагрузок, приложенных к массиву пород в целом. В работе продемонстрировано получение решения в случае упругости для круговой цилиндрической выработки с заданными на ее контуре смещениями самого произвольного вида. Решена задача о стационарном нагреве массива пород точечным источником. По данным измерений температуры на ее поверхности и градиента определено тепловое состояние внутри массива пород. Проведены экспериментальные исследования при нагреве образца горной породы в виде параллелепипеда удлиненным источником, расположенном внутри. Решена задача о поиске движущегося пробойника внутри массива пород по данным измерений нормальных и касательных смещений на дневной поверхности (задача Коши). Полученные результаты о глубине расположения пробойника совпадают с полученными в экспериментах. Решена задача об определении нагрузки, действующей на образец горной породы, об определении его размеров, НДС внутри при заданных значениях нормальных и тангенциальных смещений на контуре цилиндрического отверстия в нем при нулевых напряжениях на границе отверстия. Получено удовлетворительное согласование теоретических расчетов с натурными данными.