Оценка коэффициентов бокового давления и пуассона горных пород искусственно нарушенного сложения месторождения нойон-тологой

Успешное решение проблемы изучения поведения массивов пород нарушенного сложения при строительстве высоких дамб и отвалов зависит от надежности и достоверности показателей их механических свойств. Целью работы является определение коэффициента относительной поперечной деформации пород нарушенного сложения в условиях, максимально приближенных к натурным. Сложность определения упомянутых параметров в лабораторных условиях связана с несопоставимостью размеров отдельных кусков породы и рабочих камер приборов, а также влиянием масштабного фактора. Для разрешения этого вопроса в опытах был использован крупногабаритный стенд с силовыми рамами для восприятия реактивных усилий, передаваемых гидродомкратами и заполняемый породами нарушенного сложения. Для проведения опытов было изготовлено необходимое оборудование — штампы, срезные кольца, тележки, пластины и т. д. При этом для определения коэффициента относительной поперечной деформации были использованы оригинальные оборудование и методика, новизна которых подтверждена патентом на изобретение. Таким образом, были получены наиболее важные характеристики механических свойств пород нарушенного сложения, использованные для проектирования высоких дамб хвостохранилища. В результате проведенных исследований получены данные о влиянии процентного содержания в породах различных по крупности фракций на величины коэффициентов бокового давления и Пуассона при одном и том же вертикальном давлении. Традиционное задание постоянного значения коэффициента Пуассона в геомеханических расчетах геомассивов различного гранулометрического состава требует соответствующей корректировки.

Бабелло В. А., Бейдин А. В. Оценка коэффициентов бокового давления и пуассона горных пород искусственно нарушенного сложения месторождения нойон-тологой // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 3-2. — С. 5–17. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_32_0_5.

Бабелло Виктор Анатольевич¹ — докт. техн. наук, профессор;
Бейдин Алексей Владимирович¹ — канд. техн. наук, доцент, e-mail: beydin@mail.ru;
¹ Забайкальский государственный университет, Чита, Россия.

1. Zhang Q., Upadhyaya S. K., Liao Q., Li X. Determination of in-situ engineering properties of soil using an inverse solution technique and limited field tests // Journal of Terramechanics. 2018. Vol. 79. No 10. Pp. 69—77. DOI: 10.1016/j.jterra.2018.07.001.

2. Бабелло В. А., Бейдин А. В., Овсейчук В. А., Смолич С. В. Оценка состояния горного массива на основе анализа горно-геологической обстановки и моделирования его напряженности // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2019. — № 12. — С. 41—54.

3. Jaeger J. C., Cook N. G.W., Zimmerman R. W. Fundamentals of Rock Mechanics. 4th ed. — Oxford: Blackwell, 2007. — 475 p.

4. Шабаев С. Н., Крупина Н. В., Шаламанов В. А., Мартель Н. А., Штарк А. И. Метод косого среза для определения прочностных характеристик предварительно уплотненных крупнообломочных грунтов // Известия Уральского государственного горного университета. — 2020. — № 3. — С. 115—122. DOI: 10.21440/2307—2091— 2020—3-115—122.

5. Patel A., Ingale R., Bhanarkar K. B. Effect of Compaction States and the Confining Pressure on Poisson’s Ratio of Stratified and Non-Stratified Soils // Arabian Journal for Science and Engineering. 2018. Vol. 43. No 4. Pp. 1983—1999. DOI: 10.1007/s13369— 017—2846-y.

6. Болдырев Г. Г., Мельников А. В., Меркульев Е. В., Новичков Г. А. Сравнение методов лабораторных и полевых испытаний грунтов // Инженерные изыскания. — 2013. — № 14. — С. 28—46.

7. Еремин Г. М. Повышение точности и надежности определения прочностных характеристик пород и их свойств при деформациях массивов пород // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2000. — № 9. — С. 31—33.

8. Choo H., Zhao Q., Burns S. E., Sturm T. W., Hong S. H. Laboratory and theoretical evaluation of impact of packing density, particle shape, and uniformity coefficient on erodibility of coarse‐grained soil particles // Earth Surface Processes and Landforms. 2020. Vol. 45. No 1. Pp. 1499—1509. DOI: 10.1002/esp.4825.

9. Саинов М. П. Параметры деформируемости крупнообломочных грунтов в теле грунтовых плотин // Строительство: наука и образование. — 2014. — № 2. — С. 2.

10. Бабелло В. А. Авторское свидетельство СССР № 1604917. Установка для определения механических характеристик грунта. Заявл. 05.08.1988. Опубл. 07.11.1990. Бюл. 41.

11. Бабелло В. А. Патент РФ № 2276343. Устройство для определения прочностных свойств пород отвалов. Заявл. 21.07.2004. Опубл. 10.05.2006. Бюл. № 13.

12. Панюков П. Н., Верещагин Н. П., Добров Э. М., Кравчук С. В. Методические указания по определению деформационных, прочностных и фильтрационных характеристик горных пород в стабилометрах. — Белгород: ВИОГЕМ, 1973. — 67 с.

13. Meng F., Zhang Js., Chen Xb., Wang Qy. Deformation characteristics of coarsegrained soil with various gradations // Journal of Central South University. 2014. Vol. 21. No 6. Pp. 2469—2476. DOI: 10.1007/s11771-014-2201-3.

14. Pham Duc Phong, Su Q., Zhou C.-B., Vu Anh-Tuan, Lam H.-H. Deformation and strength characteristics of graded gravel by large-scale triaxial tests // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. 2015. Vol. 20. No 1. Pp. 5913—5925.

15. Сорокина Г. В. Рекомендации по методам определения коэффициентов бокового давления и поперечного расширения глинистых грунтов. — М.: НИИОСП, 1978. — 31 с.

16. ГОСТ 12248—2010. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости. — М.: Стандартинформ, 2011. — 82 с.

17. Бугров А. К., Нарбут Р. М., Сипидин В. П. Исследование грунтов в условиях трех одноосного сжатия. 2-е изд., исп. и доп. — Л. : Стройиздат, 1987. — 184 с.

18. Chen S., Kong L., Xu G. An effective way to estimate the Poisson’s ratio of silty clay in seasonal frozen regions // Cold Regions Science and Technology. 2018. Vol. 154. No 10. Pp. 74—84. DOI: 10.1016/j.coldregions.2018.06.003.

19. Зиангиров Р. С., Кальбергенов Р. Г. Оценка деформируемости крупнообломочных грунтов // Инженерная геология. — 1987. — № 3. — С. 107—117.

20. Болдырев Г. Г., Скопинцев Д. Г. О целесообразности разработки национального стандарта «Компрессионные испытания грунтов с измерением боковых напряжений» // Инженерная геология. — 2015. — № l. — С. 20—24.

21. Абуханов А. З. Механика грунтов: учеб. пособие. — Ростов н/Д: Феникс, 2006. — 352 с.

22. Лизункин В. М., Бабелло В. А., Лизункин М. В., Бейдин А. В. Определение коэффициента Пуассона раздробленных скальных пород различного гранулометрического состава // Горный журнал. — 2017. — № 2. — С. 45—50. DOI: 10.17580/gzh.2017.02.08.

23. Бабелло В. А., Бейдин А. В., Лизункин В. М., Лизункин М. В. Патент РФ № 2634312. Устройство для определения коэффициентов Пуассона и поперечных деформаций фрагментов массива раздробленных скальных пород и оценки их сжимаемости в массиве. Заявл. 14.09.2016. Опубл. 25.10.2017. Бюл. № 30.

24. Das В. M., Sivakugan N., Atalar C. Maximum and minimum void ratios and median grain size of granular soils: their importance and correlations with material properties / 3rd International Conference on New Developments in Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Near East Universaty, Nicosia, North Cyprus, 2012.

25. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы / Под ред. О. С. Богданова, В. А. Олевского. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1982. — 366 с.