Введение
1. Анализ закономерностей формирования прочности и устойчивости трещиноватого породного массива 8
1.1. Теории прочности и разрушения горных пород 8
1.2. Фрактальная геометрия трещин 22
1.3. Прочность и устойчивость трещиноватых породных массивов 26
1.4. Цель и задачи исследования 39
2. Исследование фрактальных характеристик трещин и построение паспорта прочности горных пород при сдвиге 40
2.1. Постановка и организация экспериментальных исследований 40
2.2. Вероятностная оценка траектории трещин 44
2.3. Фрактальные характеристики траектории трещин
2.3.1. Определение истинной длины трещины 51
2.3.2. Вероятностная оценка кривизны трещины 52
2.3.3. Взаимосвязь геометрии трещин с их фрактальной размерностью 58
2.3.4. Выделение и оценка извилистости трещин
2.4. Фрактальные характеристики поверхности трещин 70
2.5. Факторы, определяющие характеристики сдвига пород по трещине
2.5.1. Трение по берегам трещины 80
2.5.2. Свойства материала берегов трещины 84
2.5.3. Свойства материала заполнителя трещины 87
2.5.4. Наличие воды в трещине 88
2.6. Построение паспорта прочности при сдвиге пород по трещине (паспорт трещины) 89
Выводы по главе 2 96
3. Статистическое моделирование процесса сдвига горных пород по трещине 97
3.1. Методы и средства математического моделирования 97
3.2. Моделирование траектории трещин
3.2.1. Основы модели 101
3.2.2. Моделирование трещин на основе заданных шаблонов 105
3.2.3. Моделирование извилистых трещин методом срединных смещений 106
3.2.4. Моделирование зияющих трещин 110
3.3. Компьютерный анализ геометрии трещин 112
3.4. Моделирование сдвига горной породы по трещине 117
3.4.1. Постановка задачи 117
3.4.2. Моделирование линии возрастающей нагрузки 117
3.4.3. Моделирование линии спада нагрузки 120
3.4.4. Формирование общей имитационной модели 124
3.5. Построение паспорта прочности 125
Выводы по главе 3 127
4. Прогноз прочности и устойчивости трещиноватых горных пород и массивов 129
4.1. Постановка задачи 129
4.2. Прогноз устойчивости обнажений пород с учетом геометрии поверхности ослабления (трещины) 131
4.3. Прогноз устойчивости горных пород в подземной выработке 136
4.4. Использование результатов исследований 141
Выводы по главе 4 142
Заключение 143
Список литературы
