Введение
1 Анализ публикаций в области прогнозирования прочности горных пород по их взаимосвязям с другими физическими свойствами и обоснование направления исследований 10
1.1 Проблема обеспечения устойчивости массива горных пород вокруг выработок и ее связь с прочностью геоматериалов; остаточная прочность пород 10
1.2 Современные представления о прочности геоматериалов и физических механизмах ее снижения 21
1.3 Методы неразрушающего геофизического контроля и прогноза прочности горных пород 26
1.4 Недостатки существующих подходов и постановка задачи разработки метода неразрушающего акустического контроля и прогноза остаточной прочности горных пород 34
2 Установление закономерностей между акустической добротностью и остаточной прочностью нарушенных горных пород на основании лабораторных экспериментов 37
2.1 Основная идея и методика лабораторных экспериментов по определению акустических свойств и остаточной прочности 37
2.2 Методика механических испытаний 38
2.3 Методика акустических испытаний 41
2.4 Влияние преобразователей на величину акустических добротностей образцов горных пород при их исследовании методом акустической резонансной спектроскопии 43
2.4.1 Резонансные свойства и АЧХ образца без акустических преобразователей 43
2.4.2 Влияние тонких преобразователей поршневого типа при прозвучивании P-волнами 46
2.4.3 Образец меньшего размера 50
2.3.3 Влияние на акустическую добротность пьезопреобразователей с защитным корпусом 2.5 Зависимость акустической добротности и остаточной прочности осадочных горных пород при термическом воздействии на горные породы 55
2.6 Зависимость акустической добротности и остаточной прочности осадочных горных пород от количества циклов усталостного нагружения осадочных горных пород (известняк и травертин)
2.7 Зависимость акустической добротности и остаточной прочности от количества циклов усталостного нагружения изверженной горной породы (габбро) 60
2.8 Зависимость акустической добротности и остаточной прочности от количества циклов усталостного нагружения метаморфических горных пород (мрамор) 62
2.9 Анализ взаимосвязей между акустической добротностью и остаточной прочностью для различных типов горных пород 64
Выводы по главе 2 68
3. Влияние вида напряженного состояния и масштабного фактора на зависимость между акустической добротностью и остаточной прочностью горных пород 69
3.1 Образцы пород для исследования 69
3.2 Влияние напряженного состояния и масштабного фактора для гипсосодержащих пород на зависимость акустической добротности и остаточной прочности от количества циклов усталостного нагружения 70
3.2 Особенности взаимосвязей между акустической добротностью и остаточной прочностью пород при одноосном сжатии и растяжении 73
3.3 Влияние масштабного фактора на взаимосвязи между акустической
добротностью и остаточной прочностью пород 75
3.4 Оценка влияния масштабного фактора на взаимосвязи между
остаточной прочностью и акустической добротностью на образцах известняков различной длины 77
Выводы по главе 3 80
4. Обоснование подхода к оценке остаточной прочности горных пород в массиве на основе взаимосвязи между их остаточной прочностью и акустической добротностью 81
4.1 Описание мест проведения натурных экспериментов 81
4.2 Свойства пород 83
4.3 Общие предпосылки методики оценки остаточной прочности на натурных объектах 89
Выводы по главе 4 98
Заключение 99
Список использованных источников
